Ученые, работающие в рамках эксперимента ATLAS на Большом Адронном Коллайдере, произвели первые в истории высокоточные измерения массы-энергии W-бозона. Этот бозон является одной из двух элементарных частиц, отвечающих за силы слабых ядерных взаимодействий, одного из четырех видов фундаментальных сил, которые определяют поведение и свойства всей материи в нашей Вселенной. Полученное учеными значение массы W-бозона составляет 80370±19 МэВ (мегаэлектронвольт), что полностью укладывается в рамки Стандартной Модели Физики элементарных частиц, теории, которая описывает все известные элементарные частицы и виды взаимодействия между ними.

Измерение массы W-бозона основано на наборе данных, в котором фигурирует около 14 миллионов таких частиц, собранных в 2011 году, когда коллайдер еще работал на энергии 7 ТэВ. Полученное значение соответствует данным предыдущих измерений, выполненных на ускорителях LEP ("предке" БАК) и Tevatron. Ключевым моментом для проведения измерений являлась высокоточная калибровка датчиков эксперимента ATLAS и подробное моделирование процесса возникновения W-бозона. А собственно измерения производились на основе данных о событиях, связанных с Z-бозонами, и результатов других косвенных измерений.

W-бозон является одной из самых тяжелых из известных частиц. Он был открыт в 1983 году на ускорителе Super proton-antiproton Synchrotron Европейской организации ядерных исследований CERN, а в 1984 году за это открытие была присуждена Нобелевская премия в области физики. Несмотря на то, что свойства W-бозона изучались на протяжении более 30 лет, никому раньше не удавалось измерить его массу с достаточно высокой точностью.

"Данные, собранные на ускорителях предыдущих поколений за все время их работы, не смогли обеспечить необходимую точность измерения массы W-бозона" - рассказывает Танкреди Карли (Tancredi Carli), один из координаторов ATLAS Collaboration, - "Нам же удалось собрать все необходимые данные только за один год работы ускорителя. И сейчас, когда коллайдер работает на его полной мощности, у нас имеется хорошая возможность для получения более точных результатов и исследований в области так называемой новой физики, физики, выходящей за пределы Стандартной Модели".

И в заключение следует отметить, что высокоточное измерение массы W-бозона, истинного кварка и бозона Хиггса является ключевым моментом в деле поиска новой физики. Ведь любое отклонение практически полученного значения массы от теоретического может указывать на существование принципиально новых явлений, которые находятся в противоречии со Стандартной Моделью.



Ключевые слова:
CERN, Большой, Адронный, Коллайдер, БАК, Эксперимент, ATLAS, Измерение, Масса, W-бозон, Стандартная, Модель, Физика

Первоисточник

Другие новости по теме:

Данные экспериментов ATLAS и CMS проливают новый свет на природу загадочного бозона Хиггса

CERN официально объявляет о возможном открытии бозона Хиггса.

Ученые CERN нашли доказательства возможности прямого распада бозона Хиггса на фермионы

CERN собирается дать дополнительный год ученым, "охотящимся" за бозоном Хиггса на БАК.

Ученые измерили массу самой тяжелой элементарной частицы - истинного кварка

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.