Zinātnieki Enerģētikas departamenta Fermi Nacionālajā paātrinātāja laboratorijā ar vienu eksperimentu ir sasnieguši visprecīzākos W bozona masas mērījumus pasaulē. Apvienojumā ar citiem mērījumiem stingrāka W bozona masas izpratne arī vedinās pētniekus tuvināties nenotveramā Higsa bozona daļiņu masai.
Higsa daļiņa ir teorētiska, bet vēl neredzēta daļiņa, ko sauc arī par “Dieva daļiņu”, kas, domājams, citām masām piešķir to masu. W bozons, kas ir aptuveni 85 reizes smagāks par protonu, nodrošina radioaktīvu beta sadalīšanos un liek saulei spīdēt.
Šodienas paziņojums ir otrais nozīmīgais atklājums nedēļā starptautiskajai DZero sadarbībai Fermilab. Šīs nedēļas sākumā grupa paziņoja par vienas augšējās kvarca ražošanu Fermilab's Tevatron sadursmē.
DZero ir starptautisks eksperiments, kurā piedalās aptuveni 550 fiziķi no 90 institūcijām 18 valstīs. To atbalsta ASV Enerģētikas departaments, Nacionālais zinātnes fonds un vairākas starptautiskas finansēšanas aģentūras. Pagājušajā gadā sadarbība ir publicējusi 46 zinātniskos darbus, kuru pamatā ir mērījumi, kas veikti ar DZero daļiņu detektoru.
W bozons ir vāja kodola spēka nesējs un elementārs daļiņu un spēku standarta modeļa galvenais elements, kas arī paredz Higsa bozonu. Tā precīzajai masai ir izšķiroša nozīme aprēķinos, lai novērtētu Higsa boza iespējamo masu, izpētot tā smalko kvantu iedarbību uz W bozonu un augšējo kvarku - elementāru daļiņu, kas tika atklāta Fermilabā 1995. gadā.
Zinātnieki, kas strādā pie DZero eksperimenta, tagad ir izmērījuši W bozona masu ar precizitāti 0,05 procenti. Precīza daļiņu masa, ko mēra ar DZero, ir 80.401 +/- 0.044 GeV / c ^ 2. Sadarbība savu rezultātu prezentēja ikgadējā konferencē par elektrisko skaņu mijiedarbību un vienotajām teorijām, kas svētdien pazīstama kā Rencontres de Moriond.
"Šis skaistais mērījums ilustrē Tevatron kā precīzijas instrumenta spēku un nozīmē, ka stresa tests, kuru mēs pasūtījām standarta modelim, kļūst arvien stresaināks un atklājošāks," sacīja Fermilab teorētiķis Kriss Kvigs.
DZero komanda noteica W masu, izmērot W bozonu samazinājumu līdz elektroniem un elektronu neitrīniem. Veicot mērījumus, kas nepieciešami, lai kalibrētu DZero daļiņu detektoru ar precizitāti aptuveni trīs simtdaļas no viena procenta - grūts uzdevums, kas prasīja vairāku gadu piepūli no zinātnieku grupas, ieskaitot studentus.
Kopš atklāšanas Eiropas laboratorijā CERN 1983. gadā, daudzos eksperimentos ar Fermilab un CERN tika izmērīta W bozona masa ar nepārtraukti pieaugošu precizitāti. Tagad DZero ir sasniegusi vislabāko precizitāti, veicot rūpīgu liela datu parauga analīzi, ko piegādāja Tevatron daļiņu sadurējs Fermilab. DZero rezultāta konsekvence ar iepriekšējiem rezultātiem norāda uz dažādo izmantoto kalibrēšanas un analīzes metožu derīgumu.
“Šis ir viens no grūtākajiem precizitātes mērījumiem Tevatron,” sacīja DZero līdzbiedrs Dmitrijs Denisovs no Fermilab. "Pagāja daudzu gadu pūliņi no mūsu sadarbības, lai izveidotu 5500 tonnu detektoru, apkopotu un rekonstruētu datus un pēc tam veiktu sarežģītu analīzi, lai uzlabotu mūsu zināšanas par šo standarta modeļa pamatparametru."
Avots: Fermilab
