Ulepszony pomiar ATLAS masy bozonu W

Bozon W jest cząstką elementarną. Jest to czwarta najcięższa cząstka w Modelu Standardowym, a jej masa jest oparta na mechanizmie Brouta-Englert-Higgsa.

Masa bozonu W jest jednym z najbardziej intrygujących podstawowych parametrów Modelu Standardowego fizyki cząstek elementarnych, ponieważ umożliwia niezależne od modelu badanie nowych efektów fizycznych.

ATLAS uchwycił próbkę bozonów W, gdy LHC pracował przy energii zderzenia 7 TeV w 2011 roku. W 2017 roku ATLAS opublikował swój pierwszy pomiar masy bozonu W. Przy niepewności 19 MeV masa bozonu W wyszła na poziomie 80 370 MeV.

W nowym badaniu, z wyjątkiem ostatniego pomiaru z eksperymentu CDF w Tevatron, byłym akceleratorze w Fermilab, nowy pomiar ATLAS jest zgodny ze wszystkimi poprzednimi pomiarami masy i jest znacznie dokładniejszy.

Pomiar opiera się na ponownej analizie próbki 14 milionów kandydujących bozonów W, wyprodukowanych w zderzeniach proton-proton w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC), głównym akceleratorze cząstek w CERN.

W swoich najnowszych badaniach ATLAS ponownie przeanalizował swoją próbkę bozonów W z 2011 roku, aby zwiększyć dokładność poprzedniego pomiaru. Nowa masa bozonu W, 80360 MeV z niepewnością 16 MeV, jest o 10 MeV mniejsza i o 16% dokładniejsza niż poprzednie odkrycie ATLAS-a. Wynik jest zgodny z modelem standardowym.

rzecznik Atlasa Andreas Hooker PowiedziałI Aby osiągnąć ten wynik, ATLAS wykorzystał zaawansowaną technologię dopasowywania danych do określania masy, a także nowoczesne i udoskonalone wersje tak zwanych funkcji częściowego rozkładu protonów. Funkcje te opisują współdzielenie pędu protonu między jego składowymi kwarkami i gluonami. Ponadto ATLAS zweryfikował teoretyczny opis procesu produkcji bozonu W za pomocą protonów i przebiegów protonowych przypisanych do Wielkiego Zderzacza Hadronów”.

„Ponieważ w rozpadach cząstek występują niewykryte neutrina, pomiar masy W jest jednym z najtrudniejszych dokładnych pomiarów wykonywanych w zderzaczach hadronów. Wymaga bardzo starannej kalibracji energii i momentów mierzonych cząstek, dokładnej oceny i doskonałej kontroli niepewności modelowania. Te dostarczyć Zaktualizowany wynik z ATLAS rygorystycznie przetestowany i potwierdza spójność naszego teoretycznego rozumienia oddziaływań elektrosłabych”.

Odniesienie do czasopisma:

1. Współpraca Atlasa. Ulepszony pomiar masy bozonu W za pomocą 7 zderzeń proton-proton z detektorem ATLAS.