Wyniki analizy opublikowane na serwerze preprintów arXiv skupiają się w szczególności na niezwykle rzadkim zdarzeniu, tj. powstaniu bozonu Z obok dwóch innych bozonów wektorowych (V), terminu obejmującego bozony W i Z. Proces ten, znany jako produkcja VVZ, wyjątkowo rzadko zachodzi w Wielkim Zderzaczu Hadronów, występując mniej więcej raz na 100 miliardów zderzeń.
Fabio Cerutti, koordynator projektu ATLAS wskazuje, że analiza powstawania trzech bozonów wektorowych może dostarczyć nam wgladu w interakcje między tymi cząstkami. Jak dodaje, interakcje te są regulowane przez podstawowe symetrie opisane w Modelu Standardowym, a ich badanie może otworzyć naukowcom wrota do badania potencjalnie nowej fizyki, w tym także nieodkrytych dotąd cząstek, które mogłyby być zbyt masywne, aby dało się je bezpośrednio wytworzyć w LHC.
Zaobserwowanie przez zespół ATLAS powstawania bozonów VVZ i to na dodatek ze statystyczną istotnością 6,4 odchylenia (czyli znacznie powyżej wymaganej istotności 5,0) stanowi ogromne osiągnięcie. Wynik ten opiera się na wcześniejszych ustaleniach zespołów ATLAS i CMS, w tym na obserwacji powstawania bozonów VVV przez badaczy z projektu CMS i powstawania WWW zaobserwowanego przez naukowców ATLAS.
Biorąc pod uwagę ich znaczną masę, bozony W i Z mogą rozpadać się na różne cząstki. W ramach badania prowadzonego w ATLAS naukowcy skupili się na siedmiu kanałach rozpadu, które oferowały najwyższą szansę na wykrycie tria bozonów VVZ. Aby zwiększyć stosunek sygnału do szumu, zespół zastosował techniki uczenia maszynowego. Algorytmy te zostały przeszkolone dla każdego kanału rozpadu z osobna, aby skutecznie odróżnić pożądany sygnał od szumu tła.
Czytaj także: Wykonali najdokładniejszy pomiar bozonu Higgsa w historii. Niebywałe osiągnięcie nauki stało się faktem
Łącząc wyniki z tych siedmiu kanałów rozpadu, fizycy z projektu ATLAS pomyślnie zaobserwowali powstawanie bozonów VVZ i ustalili limity potencjalnego wkładu zjawisk nowej fizyki. Okazało się, że limity te są zgodne z przewidywaniami Modelu Standardowego i pokrywają się z poprzednimi wynikami dotyczącymi produkcji trzech bozonów wektorowych, co automatycznie stanowi weryfikację samego modelu.
Trwająca obecnie analiza większych zestawów danych z trzeciego przebiegu LHC i przyszłego High-Luminosity LHC (HL-LHC) teoretycznie może umożliwić naukowcom doprecyzowanie pomiarów produkcji trzech bozonów wektorowych. Tym samym nasza wiedza o cząstkach fundamentalnych, a więc o prawdziwej naturze otaczającej nas rzeczywistości stopniowo będzie się rozrastała. Kto wie, czy w danych obserwacyjnych nie odkryjemy nowych cząstek, które całkowicie zmienią nasze rozumienie rzeczywistości.
