Vědci z laboratoře Fermi National Accelerator Laboratory of Department of Energy dosáhli nejpřesnějšího měření hmotnosti bosonu W jediným experimentem. V kombinaci s jinými měřeními povede užší porozumění bosonové hmotnosti W také k tomu, že se vědci přiblíží hmotě nepolapitelné bosonové částice Higgs.
Higgsova částice je teoretická, ale dosud neviditelná částice, také nazývaná „částice Boha“, o které se věří, že dává ostatním částicím jejich hmotnost. W boson, který je asi 85krát těžší než proton, umožňuje rozpad radioaktivního beta a způsobuje, že svítí slunce.
Dnešní oznámení je druhým velkým objevem v týdnu pro mezinárodní spolupráci DZero ve Fermilab. Začátkem tohoto týdne skupina oznámila výrobu jediného top kvarku u Fermilabova srážky Tevatron.
DZero je mezinárodní experiment asi 550 fyziků z 90 institucí v 18 zemích. Je podporováno Ministerstvem energetiky USA, Národní vědeckou nadací a řadou mezinárodních finančních agentur. V loňském roce spolupráce zveřejnila 46 vědeckých prací založených na měřeních prováděných s detektorem částic DZero.
W boson je nosičem slabé jaderné síly a klíčovým prvkem standardního modelu elementárních částic a sil, který také předpovídá Higgsův boson. Jeho přesná hmotnost je rozhodující pro výpočty pro odhad pravděpodobné hmotnosti Higgsova bosonu studiem jeho jemných kvantových účinků na W boson a top kvark, elementární částici, která byla objevena ve Fermilabu v roce 1995.
Vědci pracující na experimentu DZero nyní změřili hmotnost bosonu W s přesností 0,05 procenta. Přesná hmotnost částice měřená pomocí DZero je 80,401 +/- 0,044 GeV / c ^ 2. Výsledkem spolupráce byla v neděli výroční konference o elektroslabých interakcích a sjednocených teoriích známá jako Rencontres de Moriond.
"Toto krásné měření ilustruje sílu Tevatronu jako přesného nástroje a znamená, že zátěžový test, který jsme objednali pro standardní model, se stává více stresující a odhalující," řekl teoretik Fermilab Chris Quigg.
Tým DZero určil hmotnost W měřením rozpadu bosonů W na elektrony a elektronová neutrina. Provedení měření vyžadovalo kalibraci detektoru částic DZero s přesností kolem tří setin procenta, což byl náročný úkol, který vyžadoval několikaleté úsilí od týmu vědců včetně studentů.
Od svého objevu v evropské laboratoři CERN v roce 1983, mnoho experimentů ve Fermilab a CERN měřilo hmotnost bosonu W se stále rostoucí přesností. Nyní DZero dosáhlo nejlepší přesnosti pečlivou analýzou velkého vzorku dat dodaného srážkou částic Tevatron ve společnosti Fermilab. Shoda výsledku DZero s předchozími výsledky hovoří o platnosti různých použitých kalibračních a analytických technik.
"Je to jedno z nejnáročnějších přesných měření na Tevatronu," řekl mluvčí společnosti DZero Dmitri Denisov z Fermilab. "Z naší spolupráce trvalo mnoho let, než jsme postavili detektor 5 500 tun, shromáždili a rekonstruovali data a poté provedli komplexní analýzu, abychom zlepšili naše znalosti o tomto základním parametru standardního modelu."
Zdroj: Fermilab
