Met Run 3 van de Large Hadron Collider (LHC) om de hoek, publiceren de LHC-experimenten nog steeds nieuwe resultaten op basis van de gegevens van de vorige runs. Ondanks dat er geen nieuwe ontdekkingen worden aangekondigd, komen bij een klein aantal analyses kleine afwijkingen van de verwachtingen naar voren. Op het huidige niveau kunnen deze afwijkingen nog steeds worden toegeschreven aan willekeurige fluctuaties in gegevens, maar ze geven regio's aan die nauwkeurig moeten worden onderzocht zodra de nieuwe stroom botsingen arriveert. Hieronder staan ​​een paar voorbeelden die recentelijk zijn gepubliceerd door de samenwerking compact muon solenoid (CMS).

In 2017 registreerde CMS een spectaculaire botsing met vier deeltje jets in de eindtoestand. De invariante massa van alle vier jets was 8 TeV en de jets konden worden verdeeld in twee paren met elk een invariante massa van 1,9 TeV. Zo'n configuratie zou kunnen worden geproduceerd als een nieuw deeltje met een massa van 8 TeV wordt gecreëerd bij de botsing van protonenbundels en vervolgens vervalt tot een paar - alweer nieuwe - deeltjes met een massa van 1,9 TeV. In een nieuwe analyse die onlangs door CMS is gepubliceerd, wordt een zoektocht naar dergelijke tweelingparen jets met overeenkomende invariante massa's uitgevoerd voor gegevens die zijn verzameld tot het einde van LHC Run 2. Verrassend genoeg werd een tweede gebeurtenis met vergelijkbare opvallende eigenschappen gevonden, met een 4 -straalmassa van 8,6 TeV en 2-straalmassa's van 2,15 TeV. Deze twee gebeurtenissen zijn duidelijk te zien in de onderstaande grafiek, waar de 4-straalgebeurtenissen zijn uitgezet als een functie van de 2-straals en 4-straals massa.

Hoewel bijna alle waargenomen gebeurtenissen met twee paar jets worden geproduceerd door sterke interacties tussen de botsende fotonen, zijn gebeurtenissen met zulke hoge invariante massa's uiterst onwaarschijnlijk. De kans om twee gebeurtenissen bij deze massa's te zien zonder dat er nieuwe verschijnselen aanwezig zijn, is in de orde van 1 op 20.000, wat overeenkomt met een lokale significantie van 3,9σ. Hoewel dit in eerste instantie een zeer sterk signaal lijkt, is het, gezien het feit dat het gebied van massa's dat wordt geanalyseerd groot is, belangrijk om ook naar de globale significantie te kijken, die de waarschijnlijkheid aangeeft van het waarnemen van een overmaat ergens in de geanalyseerde regio. Voor de twee gebeurtenissen is de globale betekenis slechts 1,6σ.

Twee andere zoekopdrachten naar nieuwe zware deeltjes rapporteren kleine excessen in data. In een zoektocht naar resonanties met hoge massa die vervallen in een paar W-bosonen (die vervolgens vervallen in leptonen) komt de hoogste afwijking overeen met een signaalhypothese met een massa van 650 GeV, met lokale significantie bij 3,8σ en globale significantie van 2,6σ. Bij een zoektocht naar zware deeltjes die vervallen in een paar bosonen (WW, WZ of andere combinaties, waaronder ook Higgs-bosonen) die vervolgens vervallen in paren jets, wijken de gegevens op twee plaatsen af ​​van de verwachtingen. De signaalhypothese is een W'-boson met een massa van 2,1 of 2,9 TeV, vervallend tot een WZ-paar en de hoogste lokale significantie is 3,6σ, met een globale significantie van 2,3σ.

Een ander nieuw resultaat komt van zoekopdrachten op zoek naar extra Higgs-bosondeeltjes die vervallen in tau-paren. Voor een nieuw deeltje met een massa van 100 GeV is er een kleine overmaat te zien in de gegevens met een lokale betekenis van 3,1σ en een globale betekenis van 2,7σ. Interessant is dat dit samenvalt met een vergelijkbare overmaat die CMS heeft gezien in een eerdere zoektocht naar resonanties met lage massa in de eindtoestand van twee fotonen. Een ander overschot is zichtbaar in het hoge-massabereik, met de grootste afwijking van de verwachting waargenomen voor een massa van 1,2 TeV met een lokale (globale) significantie van 2,8σ (2,4σ).

De eindtoestand van het tau-paar werd ook gebruikt om te zoeken naar hypothetische nieuwe deeltjes die leptoquarks worden genoemd. Dit is van bijzonder belang omdat leptoquarks mogelijk de smaakafwijkingen kunnen verklaren die zijn waargenomen door het LHCb-experiment, dus als de afwijkingen inderdaad een manifestatie zijn van een aantal nieuwe verschijnselen, zou dit een manier zijn om deze verschijnselen onafhankelijk vanuit een andere hoek te bekijken . CMS heeft tot nu toe geen overmaat gevonden, maar de analyse begint nog maar net gevoelig te worden voor de reeks leptoquark-parameters die zouden kunnen passen bij de smaakafwijkingen, dus er zijn meer gegevens nodig om de leptoquark-hypothese volledig te onderzoeken.

De nieuwe LHC-gegevensverzamelingsperiode begint in juli, met een hogere energie en met aanzienlijk verbeterde detectoren, wat een nieuwe stroom gegevens belooft voor het zoeken naar nieuwe verschijnselen. + Verder verkennen

ATLAS-experiment zoekt naar zeldzaam Higgs-boson vervalt in een foton en een Z-boson