Observation of the γγ → ττ Process in Pb + Pb Collisions and Constraints on the τ-Lepton Anomalous Magnetic Moment with the ATLAS Detector

Esta Carta informa sobre la observación de la producción de pares de leptones en colisiones ultraperiféricas de plomo-plomo Pb+Pb→Pb⁡(𝛾⁢𝛾→𝜏⁢𝜏)⁢Pb y las restricciones en el momento magnético anómalo del leptón 𝑎𝜏. El conjunto de datos corresponde a una luminosidad integrada de 1,44 nb−1 de colisiones Pb+Pb del LHC a √𝑠_NN=5,02 TeV registradas por el experimento ATLAS en 2018. Los eventos seleccionados contienen un muón de una desintegración de leptón, una traza de electrón o partícula cargada de la otra desintegración de leptón, poca actividad adicional del detector central y ningún neutrón directo. El proceso 𝛾⁢𝛾→𝜏⁢𝜏 se observa en colisiones Pb+Pb con una significancia superior a 5 desviaciones estándar y una intensidad de señal de 𝜇𝜏⁢𝜏=1,0⁢3^+0,06_−0,05, asumiendo el valor del modelo estándar para 𝑎𝜏. Para medir 𝑎𝜏, se realiza un ajuste de plantilla a la distribución del momento transversal del muón de candidatos a 𝜏-leptón, utilizando una muestra de control de dimuón (𝛾⁢𝛾 →𝜇⁢𝜇) para limitar las incertidumbres sistemáticas. El intervalo de nivel de confianza del 95% observado para 𝑎𝜏 es −0,057<𝑎𝜏<0,024.