Wynikiem fizyki szoku bozonowego był błąd w obliczeniach, mówią naukowcy: ScienceAlert

W zeszłym roku nowe odkrycie w fizyce cząstek elementarnych zaskoczyło naukowców: fundamentalna cząstka odpowiedzialna za jedną z czterech fundamentalnych sił wszechświata była cięższa niż oczekiwano.

Odkrycie rozbieżności między teoretycznymi i eksperymentalnymi masami bozonu W obiecuje nowe spojrzenie poza Model Standardowy, teoretyczny plan opisujący zachowanie materii.

Teraz naukowcy ponownie przeprowadzili te same liczby przy użyciu zaktualizowanej technologii, odkrywając tym razem, że masa cząstki mimo wszystko ściśle pasuje do przewidywań Modelu Standardowego.

Chociaż oznacza to, że możemy nie potrzebować rewolucyjnego przemyślenia naszej obecnej teorii fizyki cząstek elementarnych, nie możemy nie czuć się trochę rozczarowani. Model standardowy fizyki cząstek elementarnych pozostaje hipotetycznym wyjaśnieniem otaczającego nas wszechświata, ale jak dotąd dość dobrze wytrzymał zestaw testów, które udało nam się przeprowadzić. Jednocześnie wiemy, że istnieją niewyjaśnione luki: Model Standardowy nie wyjaśnia na przykład ciemnej materii ani nawet grawitacji.

Chociaż bozonu W nie można zmierzyć bezpośrednio, można zmierzyć masę i energię uwalnianą podczas jego rozpadu. Złożenie elementów z powrotem wymaga przemyślanego podejścia i solidnego punktu wyjścia do ustalenia, w jaki sposób zderzające się cząstki utrzymują się razem.

Najnowsze badania ponownie przeanalizowały dane z 2011 r Eksperyment Atlasa w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) w CERN w Szwajcarii, przy użyciu poprawionego podejścia statystycznego opartego na lepszym zrozumieniu procesów.

Naukowcy twierdzą, że ich nowy odczyt jest o 16 procent dokładniejszy niż poprzedni i ma niższy poziom niepewności, co stawia pod znakiem zapytania wyniki z 2022 r. z zamkniętego teraz zderzacza Tevatron w amerykańskim stanie Illinois.

„Chociaż zrozumienie detektora, a także wpływ procesów elektrosłabych i tła kwarków górnych pozostaje niezmienione, poczyniono znaczne postępy w ramach statystycznych do wydobywania masy bozonu W z danych” On pisze Badacze.

W ramach tych nowych badań zespół skupił się na zderzeniach cząstek, w których bozon W rozpada się na lżejsze cząstki: elektrony, miony i neutrina. Dodatkowe dane zebrane w 2017 r. pomogły zweryfikować ustalenia.

Tevatron zmierzył 80,4335 GeV, pozornie niewielka, ale znacząca różnica 80,357 GeV przewidziane przez Model Standardowy. Najnowszy pomiar masy bozonu W wynosi 80,360 GeV, co znacznie przybliża go do teoretycznie oczekiwanej masy.

jako klasa cząstek, pomiar bozonu Zasadniczo, podobnie jak bozon W, ułatwia interakcje między innymi cząstkami elementarnymi. Wraz z bozonem Z, bozon W ma kluczowe znaczenie w procesach takich jak rozpad promieniotwórczy i synteza jądrowa.

„Ponieważ w rozpadzie cząstki występują niewykryte neutrina, pomiar masy W jest jednym z najtrudniejszych i najbardziej dokładnych pomiarów wykonywanych w zderzaczach hadronów” On mówi Fizyk cząstek elementarnych Andreas Hooker z zespołu ATLAS w CERN.

„Wymaga to bardzo starannej kalibracji energii i momentów obrotowych mierzonych cząstek, dokładnej oceny i doskonałej kontroli modeli niepewności”.

Warto mieć na uwadze, że na razie jest to tylko wstępny wynik. Obecnie trwają dalsze testy na bardziej aktualnych danych. Jeśli okaże się, że Model Standardowy pominął masę bozonu W, wskazywałoby to na pewne jeszcze nieodkryte cząstki i siły. Na razie reputacja tego podstawowego założenia wydaje się być bezpieczna.

„Ten zaktualizowany wynik z ATLAS zapewnia rygorystyczny test i potwierdza spójność naszego teoretycznego rozumienia oddziaływań elektrosłabych” On mówi prostytutka.

Możesz przeczytać szczegółowy artykuł na temat nowych odkryć stronie CERN-u.