Cea mai precisă măsurătoare a masei bosonului W se abate de la modelul standard
După 10 ani de analize și validări multiple, cercetătorii proiectului de colaborare CDF condus de Laboratorul Național Accelerator Fermi (Fermilab) au anunțat că au cele mai precise măsurători ale masei bosonii W, purtătorul uneia dintre cele patru interacțiuni fizice fundamentale. Rezultatele sugerează că modelul standard ar trebui îmbunătățit sau extins.
Cunoaștem cele patru interacțiuni fizice de bază: gravitație, slăbiciune, electromagnetic și interacțiune puternică. w-boson este purtătorul interacțiunii slabe. Pe baza datelor de la Detector de coliziune la Fermilab (CDF), oamenii de știință de la Fermilab au determinat masa bosonului W cu o precizie de 0,01%. Măsurarea este de două ori mai precisă decât înainte. Odată stabilită, oamenii de știință au folosit noua valoare pentru a testa modelul standard.
Sursa imagine: Pixabay / Aceste
Am făcut un număr mare de remedieri și verificări suplimentare. Făcând acest lucru, avem o înțelegere îmbunătățită a detector de particule în sine precum și progrese în înțelegerea teoretică și experimentală a interacțiunii bosonii W cu alte particule luate în considerare. Când am făcut în sfârșit toate calculele, am constatat că acestea s-au abătut de la predicțiile modelului standard", spune Ashutosh V. Kotwal de la Universitatea Duke, care a condus grupul care a efectuat calculele. El este unul dintre cei 400 de oameni de știință care lucrează în cadrul studiului. cooperarea CDF lucram impreuna.
Noile măsurători sunt de acord în multe privințe cu măsurătorile anterioare w bosonsunt de acord, dar se abate de la ele în mai multe privințe. Prin urmare, sunt necesare investigații suplimentare. Acestea sunt rezultate foarte interesante, dar ele trebuie confirmate de alte experimente pentru a le explica pe deplin, spune directorul asociat al Fermilab, Joe Lykken.
Bosonul W, un purtător al interacțiunii slabe, este responsabil, printre altele, de procesele care fac soarele să strălucească și determină degradarea particulelor. Fermilab, care este foarte valoros pentru știință Acceleratorul Tevatron are o cantitate enormă de date colectate între 1985 și 2011. Măsurătorile CDF au fost efectuate de-a lungul multor ani. Rezultatele acestor măsurători au fost ascunse în datele care trebuiau analizate în detaliu. Când le-am primit în sfârșit, am rămas uimiți, spune fizicianul de la Universitatea Oxford Chris Hays.
Masa de Bosonul W este de aproximativ 80 de ori mai mare decât cel al protonului și este de aproximativ 80.000 MeV/c2. Oamenii de știință de la Fermilab au specificat acum metoda. Datorită muncii lor, acum știm că este 80 ± 433 MeV/c9. Acest rezultat se bazează pe cercetarea efectuată de 4,2 milioane de bosoni Wn realizat la Fermilab.
În ultimii 40 de ani, experimentele la numeroase acceleratoare au făcut posibilă studierea bosonii W permite. Acestea sunt măsurători foarte dificile și complexe, care sunt în mod constant perfecționate. Munca noastră durează de mulți ani. Am făcut cele mai precise măsurători, astfel încât să putem concluziona că există o discrepanță între valoarea măsurată și cea așteptată”, a declarat purtătorul de cuvânt al CDF, Giogrio Chiarelli, de la Institutul Național de Fizică Nucleară din Italia.
Cel mai precis calcul al masei bosonii W bazate pe Modelul Standard - cele bazate pe măsurători ale maselor cuarcului superior și ale bosonii Higgs - dă un rezultat de 80 357 ± 6 MeV/c2. Deci diferența dintre calculele teoretice și măsurătorile efectuate este evidentă. Acum, autorii experimentelor ulterioare și fizicienii teoreticieni ar trebui să încerce să le explice. Dacă diferența dintre rezultatele experimentale și calculele teoretice se datorează prezenței unei noi interacțiuni - și aceasta este doar o posibilitate - atunci experimentele viitoare ar trebui să o dezvăluie.