Учени от Националната ускорителна лаборатория на Fermi на Министерството на енергетиката постигнаха най-прецизното измерване на масата на W бозона в света чрез един експеримент. В съчетание с други измервания, по-строгото разбиране на масата на бозона W също ще доведе изследователите по-близо до масата на неуловимата частица на Хигс бозон.
Частицата на Хигс е теоретична, но все още невиждана частица, наричана още „божица частица“, за която се смята, че дава на други частици своята маса. W бозонът, който е около 85 пъти по-тежък от протона, позволява радиоактивно бета гниене и кара слънцето да грее.
Днешното съобщение бележи второто голямо откритие от седмица за международното сътрудничество DZero във Fermilab. По-рано тази седмица групата анонсира производството на един-единствен топ кварк на бойлера на Теватрон на Фермилаб.
DZero е международен експеримент от около 550 физици от 90 институции в 18 държави. Той е подкрепен от Министерството на енергетиката на САЩ, Националната научна фондация и редица международни агенции за финансиране. През последната година сътрудничеството публикува 46 научни труда, базирани на измервания, направени с детектора на частици DZero.
W бозонът е носител на слабата ядрена сила и ключов елемент от Стандартния модел на елементарни частици и сили, който също предсказва Хигсовия бозон. Точната му маса е от решаващо значение за изчисленията за оценка на вероятната маса на Хигс бозона чрез изучаване на фините му квантови ефекти върху W бозона и горния кварк, елементарна частица, която е открита във Фермилаб през 1995 г.
Учените, работещи върху експеримента DZero, сега измерват масата на W бозона с точност 0,05 процента. Точната маса на частицата, измерена с DZero, е 80.401 +/- 0.044 GeV / c ^ 2. Сътрудничеството представи резултата си по време на годишната конференция за електромобилните взаимодействия и обединените теории, известна като Rencontres de Moriond в неделя.
„Това красиво измерване илюстрира силата на Tevatron като инструмент за прецизност и означава, че стрес тестът, който сме поръчали за Стандартния модел, става по-стресиращ и по-показателен“, казва теоретикът на Фермилаб Крис Куиг.
Екипът на DZero определи W масата чрез измерване на разпадането на W бозони към електрони и електронни неутрино. Извършването на измерването изискваше калибриране на детектора на частици DZero с точност около три стотни от един процент, трудна задача, която изискваше няколко години усилия от екип учени, включително студенти.
След откриването му в европейската лаборатория CERN през 1983 г., много експерименти във Fermilab и CERN измерват масата на W бозона с постоянно нарастваща точност. Сега DZero постигна най-добрата точност чрез старателния анализ на голяма проба от данни, доставена от ускорителя на частици Tevatron във Fermilab. Съгласуваността на резултата DZero с предишни резултати говори за валидността на различните техники за калибриране и анализ, използвани.
„Това е едно от най-предизвикателните измервания на прецизността в Теватрон“, каза съпредседателят на DZero Дмитри Денисов от Fermilab. „Бяха необходими много години усилия от нашето сътрудничество за изграждането на 5 500-тонния детектор, събирането и реконструкцията на данните и след това да извърши сложния анализ, за да подобрим познанията си за този основен параметър на Стандартния модел.“
Източник: Фермилаб
