Top kvark je nejtěžší kvark Standardního modelu elementárních částic. Jeho hmotnost je 175 GeV/c2, je tedy těžký asi jako atom zlata. Díky své veliké hmotnosti se top kvark velmi rychle po svém vzniku rozpadá (převážně na b-kvark a W+ boson), nestačí tedy hadronizovat a tvořit hadronové vázané stavy. Tato, mezi kvarky jedinečná vlastnost, umožňuje přímé studium jeho spinových vlastností. Ty se projevují v úhlovém rozdělení jeho rozpadových produktů.

Díky své vysoké hmotnosti, blízké škále narušení elektroslabé interakce, je top kvark ideální objekt pro hledání fyziky nepopsatelné Standardním modelem. Polarizace W bosonu vzniklého při jeho rozpadu a spinové pozorovatelné top kvarku odrážejí charakter interakcí působících přímo při jeho produkci a rozpadu. Měření uvedených vlastností proto dává možnost přesného testování těchto interakcí a citlivého zkoumání tzv. nové fyziky (např. SUSY, extra dimenze).
Výzkum prováděný v ÚTEF se detailně zabývá metodologií měření a odhadem přesnosti, se kterou bude měřena polarizace W bosonu a spinové korelace top kvarků v dileptonovém rozpadovém kanálu páru top-antitop v experimentu ATLAS. Při studiu jsou použity Monte-Carlo generátory užívající nejnižší řád poruchového rozvoje a tzv. rychlá simulace detektoru ATLAS. Vyšetřován byl vliv pozaďových procesů a velikost systematických chyb měření.

K testování fyziky nepopsatelné Standardním modelem, ke kterému lze využít měření efektu spinových korelací párů kvarků top-antitop, je vhodná například teorie s velkými extra dimenzemi. Podle této teorie má náš svět více než tři prostorové rozměry a částice Standardního modelu jsou vázány na 4-dimenzionální nadploše zvané D3-brane. V ÚTEF byly studovány dva typické modely založené na této teorii, ve kterých gravitony ovlivňují produkci párů kvarků top-antitop. V modelu Arkani-Hameda, Dimopoulose a Dvalliho (ADD) je několik extra dimenzí, které jsou zakřivené a kompaktifikované tak, že tvoří vícerozměrný torus s relativně velkým poloměrem křivosti. Ve druhém modelu, navrženém Randallovou a Sundrumem (RS), je pouze jedna extra dimenze kompaktifikovaná na S1/Z2 orbifold. V modelu jsou celkem dvě D3-brane umístěné ve fixních bodech orbifoldu. Další model, který byl podrobně studován, je levo-pravý symetrický model (LR model), který předpovídá existenci dalšího těžkého kalibračního bosonu Z', který může podstatně ovlivnit produkci top kvarků na urychlovači LHC.