Znanstvenici Nacionalnog laboratorija za akceleraciju u Ministarstvu za energiju postigli su najpreciznije svjetsko mjerenje mase W bozona jednim eksperimentom. U kombinaciji s drugim mjerenjima, strože razumijevanje mase W bozona također će istraživače približiti masi neuhvatljivih Higgsovih čestica.
Higgsova čestica je teoretska, ali još uvijek nevidljiva čestica, koja se naziva i "Božja čestica", za koju se vjeruje da daje drugim česticama svoju masu. W bozon, koji je oko 85 puta teži od protona, omogućava radioaktivno beta raspadanje i čini sunce sjaj.
Današnja najava označava drugo veliko otkriće u tjednu za međunarodnu suradnju DZero-a u Fermilabu. Ranije ovog tjedna, grupa je najavila proizvodnju jednog vrhunskog kvarka na Fermilabovom sudaraču Tevatron.
DZero je međunarodni eksperiment s oko 550 fizičara iz 90 institucija u 18 zemalja. Podržavaju ga američko Ministarstvo energetike, Nacionalna zaklada za znanost i brojne međunarodne agencije za financiranje. U protekloj godini suradnja je objavila 46 znanstvenih radova temeljenih na mjerenjima s DZero detektorom čestica.
W bozon je nosač slabe nuklearne sile i ključni element Standardnog modela elementarnih čestica i sila, koji također predviđa Higgsov bozon. Njegova točna masa presudna je za izračune za procjenu vjerojatne mase Higgsovog bozona proučavanjem njegovih suptilnih kvantnih učinaka na W bozon i gornji kvark, elementarnu česticu koja je otkrivena u Fermilabu 1995. godine.
Znanstvenici koji rade na eksperimentu DZero sada su izmjerili masu W bozona s preciznošću od 0,05 posto. Točna masa čestice izmjerena pomoću DZero je 80,40 +/- 0,044 GeV / c ^ 2. Suradnja je svoj rezultat predstavila na godišnjoj konferenciji o elektroaktivnim interakcijama i objedinjenim teorijama poznatom kao Rencontres de Moriond u nedjelju.
"Ovo prekrasno mjerenje ilustrira snagu Tevatrona kao preciznog instrumenta i znači da test otpornosti na stres koji smo naručili za Standardni model postaje stresniji i otkrivajući", rekao je Chris Quigg teoretičar Fermilaba.
Tim DZero-a odredio je W masu mjerenjem raspada W bozona na elektrone i elektrone neutrine. Provođenje mjerenja zahtijevalo je kalibriranje DZero detektora čestica s točnošću oko tri stotine posto, težak zadatak koji je zahtijevao višegodišnji napor tima znanstvenika, uključujući studente.
Od svog otkrića u europskom laboratoriju CERN 1983. godine, mnogi su pokusi u Fermilabu i CERN-u izmjerili masu W bozona s neprestanom rastućom preciznošću. Sada je DZero postigao najbolju preciznost mukotrpnom analizom velikog uzorka podataka koji je dostavio sudarač čestica Tevatron u Fermilabu. Dosljednost DZero rezultata s prethodnim rezultatima govori o valjanosti različitih korištenih tehnika kalibracije i analize.
"Ovo je jedno od najizazovnijih mjerenja preciznosti na Tevatronu", rekao je Ferrabov sugovornik DZero-a Dmitri Denisov. "Bilo je potrebno dugogodišnji napor naše suradnje da izgradimo detektor 5.500 tona, prikupimo i rekonstruiramo podatke, a zatim izvedemo složene analize kako bismo poboljšali naše znanje o ovom temeljnom parametru Standardnog modela."
Izvor: Fermilab
