ტოპ ანტი-ტოპ წყვილთან ერთად კვარკონიუმის ასოციატიურად დაბადების პროცესის კვლევა

კვარკონიუმის ფორმირება ხდება ერთი და იმავე არომატის კვარკ ანტი-კვარკული წყვილისაგან, იგი წარმოადგენს ერთ-ერთ უმარტივეს სისტემას, რომელსაც კვანტური ქრომოდინამიკა აღწერს. თუმცა ადრონულ შეჯახებებში მისი წარმოქმნის მექანიზმები ჯერ კიდევ სრულყოფილად არაა გაგებული. დიდ ადრონულ კოლაიდერზე J/ψ ნაწილაკების (კვარკონიუმის - კერძო შემთხვევა, cc̅ წყვილი) დაბადება დიდი რაოდენობით ხდება, რაც მნიშვნელოვანია ფიზიკის ამათუიმ პრობლემების კვლევისათვის. პროტონ-პროტონული შეჯახებისას წარმოქმნილი J/ψ ნაწილაკის დაბადება შეიძლება იყოს უშუალოდ - პირველადი შეჯახებისას წარმოქმნილი და არა-უშუალოდ - B ადრონის დაშლის შედეგად წარმოქმნილი. უშუალოდ დაბადებული J/ψ ნაწილაკების წარმოქმნა კარგი საკვლევი პროცესია სხვადასხვა გამოთვლებისათვის კვანტურ ქრომიდინამიკაში შეშფოთების და არა-შეშფითების თეორიების საზღვარზე და ასევე, ერთი და ორი პარტონის გაბნევის პროცესების განცალკევების მცდელობის საშუალებას გვაძლევს. ამ მიზნით გაანალიზებული იქნა 13 ტევი მასათა ცენტრის ენერგიისას პროტონ- პროტონული შეჯახებების მონაცემები, დაგროვილი ATLAS დეტექტორის მიერ 2015-2018 წლების განმავლობაში. ამ ანალიზის მიზანია დაიკვირვოს ტოპ ანტი-ტოპ წყვილთან ერთად კვარკონიუმის ასოციატიურად დაბადების პროცესი, ამისათვის მოხდა ისეთი შემთხვევების გადარჩევა, რომლებიც შეიცავენ 4 ჯეტს (ჭავლს) და ერთ ხისტ ლეპტონს (ელექტრონს, ან მიუონს), რასაც ტოპ ანტი-ტოპ კვარკული წყვილის ნახევრად-ლეპტონურ დაშლას უწოდებენ და დამატებით შეიცავენ საწინააღმდეგო მუხტის მიუონებს, რომლებიც ქმნიან კვარკონიუმს – J/ψ-ის კანდიდატს. შემთხვევების გასასუფთავებლად შეირჩა სხვადასხვა ჩამოჭრები, გამოყენებული იქნა ფონური პროცესების გამოკლების მეთოდი, შედეგად მიღებული J/ψ-ის კანდიდატების სიცოცხლის ხანგრძლივობის განაწილება დაფიტირებული იქნა, რის მეშვეობითაც მოხდა უშუალოდ დაბადებული J/ψ მეზონების გამოყოფა არა-უშუალოსაგან, შედეგად მიღებული იქნა საძიებელი უშუალოდ დაბადებული J/ψ ნაწილაკების რაოდენობა: • ზუსტად 1 b-ჯეტის შემცველი შემთხვევებისათვის „უშუალოდ“ დაბადებული J/ψ ნაწილაკების რაოდენობა არის: 519 ± 33; • ზუსტად 2 b-ჯეტის შემცველი შემთხვევებისათვის კი: 376 ± 37.