Протоны впервые столкнулись с кислородом на Большом адронном коллайдере

Коллаборация ATLAS сообщила о первых измерениях протонно-кислородных столкновений на Большом адронном коллайдере (БАК). Их результаты опубликованы в виде препринта на arXiv.

Специалисты ATLAS взялись воспроизвести эти процессы на БАКе. Сначала они попытались сталкивать протоны с ионами кислорода. Пучок протонов играл роль космического луча, а пучок ионов кислорода — роль земной атмосферы.

В июле 2025 года впервые в истории коллайдера результаты этих столкновений были детально измерены — по следам летящих «осколков», зафиксированным чувствительным детектором. Были определены ключевые характеристики столкновений, в том числе частота образования частиц, их количество, а также энергии и углы вылета.

Полученные распределения заряженных частиц затем сравнивались с предсказаниями различных моделей, которые обычно используются для интерпретации данных обсерваторий космических лучей. Эти модели, настроенные на воспроизведение результатов предыдущих столкновений протонов с более тяжелыми ядрами, также не согласуются друг с другом.

Новые измерения ATLAS достигли точности в несколько процентов, что значительно углубило наши знания о взаимодействиях протона и кислорода. Физики-теоретики могут использовать эти результаты для улучшения своих моделей и, наконец, понять происхождение загадочных частиц высокой энергии, постоянно летящих к нам из космоса.