Znanstveniki iz Nacionalnega pospeševalnega laboratorija Fermi na ministrstvu za energijo so z enim poskusom dosegli najbolj natančno merjenje mase W bozona na svetu. V kombinaciji z drugimi meritvami bo natančnejše razumevanje mase W bozona tudi raziskovalcem približalo maso neizbežnega Higgsovega delca bozona.
Higgsov delec je teoretičen, vendar še neviden delec, imenovan tudi "božji delček", za katerega se verjame, da daje drugim delcem svojo maso. W bozon, ki je približno 85-krat težji od protona, omogoča radioaktivno razpadanje beta in daje sonce sijaj.
Današnja objava je drugo veliko odkritje v tednu za mednarodno sodelovanje DZero v Fermilabu. V začetku tega tedna je skupina napovedala izdelavo enega samega vrhunskega kvarka na Fervalibovem trkalniku Tevatron.
DZero je mednarodni eksperiment približno 550 fizikov iz 90 institucij v 18 državah. Podpirajo jo ameriško ministrstvo za energijo, Nacionalna znanstvena fundacija in številne mednarodne agencije za financiranje. V zadnjem letu je sodelovanje objavilo 46 znanstvenih prispevkov na podlagi meritev z detektorjem delcev DZero.
W bozon je nosilec šibke jedrske sile in ključni element Standardnega modela elementarnih delcev in sil, ki tudi napoveduje Higgsov bozon. Njegova natančna masa je ključna za izračune za oceno verjetne mase Higgsovega bozona s preučevanjem njegovih subtilnih kvantnih učinkov na W bozon in zgornji kvark, osnovni delček, ki so ga odkrili leta Fermilab leta 1995.
Znanstveniki, ki delajo na eksperimentu DZero, so zdaj izmerili maso W bozona z natančnostjo 0,05 odstotka. Točna masa delca, izmerjena z DZero, je 80,40 +/- 0,044 GeV / c ^ 2. Sodelovanje je svoj rezultat predstavilo na nedeljski konferenci o elektrotehničnih interakcijah in enotnih teorijah, znani kot Rencontres de Moriond.
"Ta lepa meritev ponazarja moč Tevatrona kot natančnosti in pomeni, da stresni test, ki smo ga naročili za standardni model, postane bolj naporen in bolj razkrit," je dejal teoretik Fermilab Chris Quigg.
Ekipa DZero je W maso določila z merjenjem razpada W bozonov na elektrone in elektronske nevtrine. Izvedba meritve je bila potrebna kalibracija detektorja delcev DZero z natančnostjo približno tri stotine enega odstotka, kar je naporna naloga, ki je zahtevala več let truda skupine znanstvenikov, vključno s študenti.
Od njegovega odkritja v evropskem laboratoriju CERN leta 1983 so številni poskusi v Fermilabu in CERN-u merili maso W bozona s stalno naraščajočo natančnostjo. Zdaj je DZero dosegel najboljšo natančnost z natančno analizo velikega vzorca podatkov, ki ga je na Fermilabu poslal trkalec delcev Tevatron. Skladnost rezultata DZero s prejšnjimi rezultati govori o veljavnosti različnih uporabljenih tehnik kalibracije in analize.
"To je ena najzahtevnejših meritev natančnosti na Tevatronu," je dejal sogovornik podjetja DZero Dmitri Denisov iz Fermilaba. "V sodelovanju smo potrebovali dolgoletna prizadevanja, da smo izdelali 5.500-tonski detektor, zbrali in rekonstruirali podatke ter nato izvedli kompleksno analizo, da bi izboljšali svoje znanje o tem temeljnem parametru standardnega modela."
Vir: Fermilab
