Op het meest fundamentele niveau, materie bestaat uit twee soorten deeltjes:leptonen, zoals het elektron, en quarks, die samen protonen vormen, neutronen en andere samengestelde deeltjes. Onder het standaardmodel van deeltjesfysica, zowel leptonen als quarks vallen in drie generaties van toenemende massa. Anders, de twee soorten deeltjes zijn verschillend. Maar sommige theorieën die het standaardmodel uitbreiden, voorspellen het bestaan ​​van nieuwe deeltjes, leptoquarks genaamd, die quarks en leptonen zouden verenigen door met beide te interageren.

In een nieuwe krant de CMS-samenwerking rapporteert de resultaten van zijn laatste zoektocht naar leptoquarks die zouden interageren met quarks en leptonen van de derde generatie (de bovenste en onderste quarks, het tau-lepton en het tau-neutrino). Dergelijke leptoquarks van de derde generatie zijn een mogelijke verklaring voor een reeks spanningen met het standaardmodel (of "anomalieën"), die zijn gezien in bepaalde transformaties van deeltjes die B-mesonen worden genoemd, maar die nog moeten worden bevestigd. Er is dus een extra reden om op deze hypothetische deeltjes te jagen.

Het CMS-team zocht naar leptoquarks van de derde generatie in een gegevensmonster van proton-protonbotsingen die werden geproduceerd door de Large Hadron Collider (LHC) met een energie van 13 TeV en die tussen 2016 en 2018 door het CMS-experiment werden geregistreerd. het team zocht naar paren leptoquarks die veranderen in een top- of bottom-quark en een tau-lepton of tau-neutrino, evenals voor enkele leptoquarks die samen met een tau-neutrino worden geproduceerd en transformeren in een top-quark en een tau-lepton.

De CMS-onderzoekers hebben geen aanwijzingen gevonden dat bij de botsingen dergelijke leptoquarks zijn geproduceerd. Echter, ze waren in staat om ondergrenzen aan hun massa te stellen:ze ontdekten dat dergelijke leptoquarks minstens 0,98-1,73 TeV in massa zouden moeten hebben, afhankelijk van hun intrinsieke spin en de sterkte van hun interactie met een quark en een lepton. Deze grenzen zijn enkele van de krapste tot nu toe op leptoquarks van de derde generatie, en ze maken het mogelijk een deel van het leptoquark-massabereik uit te sluiten dat de B-mesonafwijkingen zou kunnen verklaren.

De zoektocht naar leptoquarks gaat door.