Vedci z laboratória Fermi National Accelerator Laboratory na ministerstve energetiky dosiahli najpresnejšie meranie hmotnosti bozónu W jediným experimentom. V kombinácii s inými meraniami povedie prísnejšie pochopenie hmotnosti bozónov W k vedcom bližšie k hmote nepolapiteľnej Higgsovej bozónovej častice.
Higgsova častica je teoretická, ale zatiaľ neviditeľná častica, tiež nazývaná „častice Boha“, o ktorej sa predpokladá, že dáva iným časticiam ich masu. W bozón, ktorý je asi 85-krát ťažší ako protón, umožňuje rozpad rádioaktívneho beta a spôsobuje žiarenie slnka.
Dnešné oznámenie predstavuje druhý významný objav v týždni pre medzinárodnú spoluprácu DZero vo Fermilabe. Začiatkom tohto týždňa skupina oznámila výrobu jediného top kvarku na kolízi Tevatron Fermilab.
DZero je medzinárodný experiment približne 550 fyzikov z 90 inštitúcií v 18 krajinách. Podporuje ho Ministerstvo energetiky USA, Národná vedecká nadácia a niekoľko medzinárodných agentúr poskytujúcich financovanie. V minulom roku spolupráca zverejnila 46 vedeckých prác založených na meraniach vykonaných s detektorom častíc DZero.
W bozón je nosičom slabej jadrovej sily a kľúčovým prvkom štandardného modelu elementárnych častíc a síl, ktorý tiež predpovedá Higgsov bozón. Jeho presná hmotnosť je rozhodujúca pre výpočty na odhad pravdepodobnej hmotnosti Higgsovho bozónu štúdiom jeho jemných kvantových účinkov na bozón W a top kvark, elementárnu časticu, ktorá bola objavená vo Fermilabe v roku 1995.
Vedci, ktorí pracujú na experimente DZero, teraz merali hmotnosť bozónu W s presnosťou 0,05 percenta. Presná hmotnosť častice meraná pomocou DZero je 80,401 +/- 0,044 GeV / c ^ 2. Spolupráca predstavila svoj výsledok na nedeľnej výročnej konferencii o elektroslabých interakciách a zjednotených teóriách známej ako Rencontres de Moriond.
„Toto krásne meranie ilustruje silu Tevatronu ako presného nástroja a znamená, že záťažový test, ktorý sme objednali pre štandardný model, sa stáva viac stresujúcim a odhaľujúcim,“ povedal teoretik Fermilab Chris Quigg.
Tím DZero určil hmotnosť W meraním rozkladu bozónov W na elektróny a elektrónové neutrína. Vykonanie merania si vyžadovalo kalibráciu detektora častíc DZero s presnosťou okolo troch stotín jedného percenta, čo bola náročná úloha, ktorá si vyžadovala niekoľko rokov úsilia od tímu vedcov vrátane študentov.
Od svojho objavu v európskom laboratóriu CERN v roku 1983, množstvo experimentov vo Fermilab a CERN meralo hmotnosť bozónu W so stúpajúcou presnosťou. DZero teraz dosiahlo najlepšiu presnosť pomocou starostlivej analýzy veľkej vzorky údajov dodanej zrážačom častíc Tevatron vo Fermilab. Konzistentnosť výsledku DZero s predchádzajúcimi výsledkami hovorí o platnosti rôznych použitých kalibračných a analytických techník.
„Je to jedno z najnáročnejších meraní presnosti na Tevatrone,“ uviedol hovorca spoločnosti DZero Dmitri Denisov z spoločnosti Fermilab. „Z našej spolupráce trvalo mnoho rokov, kým sme postavili detektor 5 500 ton, zhromaždili a zrekonštruovali údaje a potom vykonali komplexnú analýzu, aby sme zlepšili naše znalosti tohto základného parametra štandardného modelu.“
Zdroj: Fermilab
