Фізики CERN уточнили масу W-бозона, підтвердивши Стандартну модель

Фізики з Європейської організації з ядерних досліджень (CERN) уточнили масу W-бозона, підтвердивши прогнози Стандартної моделі, яка описує різні елементарні частинки — бозони, кварки, електрони та фотони. Нові результати ставлять під сумнів отримані в Лабораторії Фермі аномальні дані 2022 року, які вказували на можливість існування нових фізичних явищ поза межами сучасної фізики частинок. Новими відкриттями поділилися на сайті організації.

Схематичне зображення процесу вимірювання маси бозона. CMS / CERN

Схематичне зображення процесу вимірювання маси бозона. CMS / CERN

Що означає уточнення маси W-бозона?

Частинки під назвою W-бозони відповідають за слабку взаємодію, одну з чотирьох фундаментальних взаємодій у природі. Стандартна модель описує всі відомі елементарні частинки та їх взаємодії, окрім гравітації, та може з високою точністю передбачити масу W-бозона. Це робить його масу ключовим параметром для перевірки теорії. Однак виміряти масу W-бозона надзвичайно складно, навіть у Великому адронному колайдері. Там W-бозони утворюються при зіткненнях протонів, але спостерігати можна лише одну з частинок їхнього розпаду — лептон, оскільки нейтрино не залишає слідів.

Команда CERN використала найсучасніші методи для точного моделювання зіткнень та розпаду частинок. Використовуючи детектор Компактний мюонний соленоїд, фізики провели ретельне калібрування та перевірку даних, що дозволило отримати найбільш точні вимірювання маси W-бозона та підтвердити, що Стандартна модель залишається актуальною.

Наразі науковці не можуть точно пояснити, чому результати експерименту 2022 року відрізняються від інших. Можливо, справа в різних теоретичних підходах, застосованих у дослідженні. Нові результати розширюють наші знання у фізиці елементарних частинок і підкреслюють важливість точних вимірювань для підтвердження або спростування наявних теорій.

Більше фізики елементарних частинок

🕐 Час життя найвідомішого бозона — бозона Хіггса вперше визначили експериментально минулого року під час другого сезону роботи Великого адронного колайдера.

⚖️ На детекторі ATLAS Великого адронного колайдера масу бозона Хіггса виміряли з точністю у 0,09 відсотка — це найточніше вимірювання його маси в історії.

👁 А розпад цього бозона вдалося побачити навіть двічі. В одному випадку бозон Хіггса розпався на два лептони та фотон, а в іншому — на Z-бозон і фотон.