La plej preciza mezurado de la maso de la W-bozono devias de la Norma Modelo
Post 10 jaroj da analizo kaj multobla validigo, esploristoj de la CDF kunlabora projekto gvidata de la Fermi Nacia Akcelila Laboratorio (Fermilab) anoncis ke ili havas la plej precizajn mezuradojn de la maso de la W bosonoj, la portanto de unu el la kvar fundamentaj fizikaj interagoj. La rezultoj sugestas, ke la norma modelo devus esti plibonigita aŭ etendita.
Ni konas la kvar bazajn fizikajn interagojn: Gravitado, malforteco, elektromagneta kaj forta interago. La w-Bosono estas la portanto de la malforta interago. Surbaze de datumoj de Koliziilo-Detektilo ĉe Fermilab (CDF), la sciencistoj ĉe Fermilab determinis la mason de la W-bosono kun precizeco de 0,01%. La mezurado estas duoble pli preciza ol antaŭe. Post kiam establite, sciencistoj uzis la novan valoron por testi la norman modelon.
Bildofonto: Pixabay / fonto
Ni faris grandan nombron da korektoj kaj pliaj kontroloj. Farante tion, ni havas nian plibonigitan komprenon pri la partikla detektilo sin same kiel progresoj en la teoria kaj eksperimenta kompreno de la interago de la W bosonoj kun aliaj partikloj konsiderataj. Kiam ni finfine faris ĉiujn kalkulojn, ni trovis, ke ili devias de la antaŭdiroj de la Norma Modelo", diras Ashutosh V. Kotwal de Universitato Duke, kiu gvidis la grupon kiu faris la kalkulojn. Li estas unu el 400 sciencistoj laborantaj en la kadro de CDF-kunlaboro labori kune.
La novaj mezuradoj konsentas en multaj rilatoj kun pli fruaj mezuradoj w bosonokonsenti, sed deflankiĝi de ili en kelkaj rilatoj. Tial, pliaj esploroj estas postulataj. Ĉi tiuj estas tre interesaj rezultoj, sed ili devas esti konfirmitaj per aliaj eksperimentoj por plene klarigi ilin, diras Fermilab Asociita Direktoro Joe Lykken.
La W-bosono, portanto de la malforta interagado, respondecas interalie pri la procezoj, kiuj faras la sunon brili kaj kaŭzas la kadukiĝon de la partikloj. La Fermilab, kiu estas tre valora por scienco Tevatron-akcelilo havas grandegan kvanton da datumoj kolektitaj inter 1985 kaj 2011. La CDF-mezuradoj estis faritaj dum multaj jaroj. La rezultoj de ĉi tiuj mezuradoj estis kaŝitaj en la datumoj kiuj devis esti analizitaj detale. Kiam ni finfine ricevis ilin, ni miris, diras la fizikisto de la Universitato de Oksfordo Chris Hays.
La maso de W-bozono estas proksimume 80 fojojn pli granda ol tiu de la protono kaj estas proksimume 80.000 MeV/c2. Sciencistoj ĉe Fermilab nun precizigis la metodon. Danke al ilia laboro, ni nun scias, ke ĝi estas 80 433 ± 9 MeV/c2. Ĉi tiu rezulto baziĝas sur esplorado de 4,2 milionoj da W-bosonojn efektivigita ĉe Fermilab.
Dum la pasintaj 40 jaroj, eksperimentoj ĉe multaj akceliloj ebligis studi la W bosonoj permesas. Ĉi tiuj estas tre malfacilaj kaj kompleksaj mezuradoj, kiuj estas konstante rafinitaj. Nia laboro daŭras multajn jarojn. Ni faris la plej precizajn mezuradojn, do ni povus konkludi, ke ekzistas diferenco inter la mezurita kaj la atendata valoro," diras CDF-kunlaborproparolanto Giogrio Chiarelli de la Nacia Instituto de Nuklea Fiziko de Italio.
La plej preciza kalkulo de la maso de la W bosonoj bazita sur la Norma Modelo - tiuj bazitaj sur mezuradoj de la masoj de la supra kvarko kaj la Higgs-bosonoj - donas rezulton de 80 357 ± 6 MeV/c2. Do la diferenco inter la teoriaj kalkuloj kaj la mezuradoj faritaj estas evidenta. Nun la aŭtoroj de pliaj eksperimentoj kaj teoriaj fizikistoj devus provi klarigi ilin. Se la diferenco inter la eksperimentaj rezultoj kaj la teoriaj kalkuloj ŝuldiĝas al la ĉeesto de nova interagado - kaj tio estas nur unu ebleco - tiam estontaj eksperimentoj devus malkaŝi ĝin.