1. При столкновениях протонов высокой энергии рождаются вторичные частицы, которые разлетаются в разные стороны. Этих частиц для энергий LHC в среднем десятки, но бывают и сотни, и несколько штук. В основном это самые легкие сильновзаимодействующие частицы, пи-мезоны. Они бывают нейтральные и заряженные + и -, грубо и в среднем каждого из трех типов рождается поровну. В системе центра масс, которая для pp-коллайдера совпадает с лабораторной, удобно ввести сферические координаты с центром в точке взаимодействия и с полярной осью, направленной вдоль пучка протонов. С точностью до переобозначений переменных, широте соответствует "рапидити" eta, а долготе "азимутальный угол" phi. Как и на Земле, разные широты соответствуют разным физическим условиям, а по долготе все в среднем симметрично. Берутся направления разлета всех заряженных частиц (в основном это пи+- мезоны) в координатах eta-phi, и для каждой пары частиц [если частиц n, то пар (n^2-n)/2] вычисляется пара разниц углов (Dphi,Deta), и так для каждого столкновения. Строится гистограмма - как часто встречается та или иная пара разниц углов.
2. Результат: на гистограммах видны следующие заметные явления:
(а) большой пик при Dphi=Deta=0, связанный с рождением адронных струй, - хорошо известное по более низким энергиям и прилично понимаемое теоретически явление;
(б) хребет при Dphi=180 градусов - результат закона сохранения импульса и явления (а) - те частицы, что не вошли в струю, должны лететь в противоположном направлении, чтобы скомпенсировать большой импульс, уносимый струей.
В столкновениях с энергиями 0.9 ТэВ и 2.36 ТэВ, а также в подавляющем большинстве столкновений с энергией 7 ТэВ больше не видно ничего. Однако только при 7 ТэВ и только для столкновений, в которых рождается не меньше сотни частиц, видно собственно открытие:
(в) хребет при Dphi=0, простирающийся сколько видно по Deta. То есть определенная доля частиц, вне зависимости от их поперечной координаты (широты), любит разлетаться ПОПАРНО в одной азимутальной плоскости (иметь одну долготу). Это явление несколько неожиданное, поскольку при большом числе рожденных частиц, кажется, все должны разлетаться кто куда, как стая белых лебедей (с точностью до струй). Похожая картинка наблюдалась в столкновенях ионов золота на ускорителе RHIC.
3. Причина такого поведения - в физике сильного взаимодействия, которую никто не понимает и описать не может. Если в случае с ионами можно было откосить на коллективные эффекты, связанные с большим числом нуклонов, то теперь ясно, что дело именно во взаимодействии отдельных нуклонов. Технически явление может иметь происхождение двоякое:
(а) частицы вообще любят рождаться в одной плоскости, отсюда и попарно они рождаются в одной плоскости. Указания на такое поведение (так называемая выстроенность) были получены в эксперименте Памир (в основном ФИАН+ИЯИ), изучающем взаимодействия космических лучей высокой энергии с атмосферой. В контексте Памира обсуждались разные феноменологические модели, но (i) в космолучах другой кинематический режим и (ii) из наличия парных корреляций не следует выстроенность, хотя из выстроенности парные корреляции следуют (тут, конечно, надо провести более подробный анализ конкретных событий, чтобы посмотреть, нет ли тройных и более корреляций по phi - я пытаюсь пинать экспериментаторов из CMS, чтобы они это сделали);
(б) при столкновении рождаются не частицы, а некоторое промежуточное состояние - сгусток вещества (кварк-глюонная плазма, жидкость или стекло), этот сгусток расширяется в продольном направлении, условно говоря, по законам гидродинамики, в нем возникают разного рода течения, отсюда и корреляции в отпочковывающихся от него частицах (см. тут и конкретно про хребет тут). Проблема состоит в том, что вычисления по теории возмущений не описывают некоторых наблюдаемых, а по-другому считать никто не умеет вообще-то ни в какой модели.
4. Мое личное мнение - в совокупности с другими интересными результатами последних лет (а именно, результатами по измерению формфакторов пиона в области промежуточных переданных импульсов в JLAB и особенно BABAR, ну и упомянутый выше Памир туда же до кучи) это свидетельствует о том, что для описания процессов с передачей импульса 1-5 ГэВ квантовая хромодинамика не работает (в то время как ожидание состояло в том, что она должна - в пертурбативном режиме - описывать процессы с масштабом энергией на порядок ниже). Это хорошо, надо думать, в чем дело. Думаю, нужны очень яркие идеи, хотя все будут стараться залатать дыры.