Пересчет массы элементарной частицы, W-бозона, увеличил напряженность между измерениями в конкурирующих экспериментах на коллайдере.
Конечный результат может укрепить стандартную модель физики элементарных частиц, описывающую фундаментальные силы и квантовые биты, составляющие все, что мы видим в космосе. Или он может выявить признаки нарушения стандартной модели, в зависимости от того, ответ какой лаборатории превалирует.
Повторный анализ старых данных эксперимента ATLAS на Большом адронном коллайдере дает массу W-бозона около 80 360 миллионов электрон-вольт или МэВ. Исследователи эксперимента в ЦЕРНе в Женеве сообщили об измерении на конференции Rencontres de Moriond в Ла-Тюиле, Италия. Пересмотренное значение тесно связано с предсказаниями стандартной модели.
При этом обновленная масса расходится с массой другой группы. В 2022 году ученые из эксперимента Collider Detector в Фермилабе, или CDF, шокировали физическое сообщество измерением 80 434 МэВ — примерно на 100 МэВ тяжелее, чем ожидалось. Если отчет CDF верен, это означает, что что-то не так со стандартной моделью, которая выстояла перед лицом всех экспериментальных испытаний, брошенных ей за последние 50 лет.
Бозон W отвечает за слабое взаимодействие, одно из трех фундаментальных взаимодействий в стандартной модели. И «это единственная масса частицы в стандартной модели, которую можно рассчитать», — говорит физик-теоретик Свен Хайнемайер из Технологического института Карлсруэ в Германии.
То есть теория стандартной модели дает конкретную массу для W-бозона, тогда как массы других частиц, таких как электроны и кварки, являются входными данными и могут быть — насколько это касается теории — любым значением. Обнаружение массы W-бозона, отличной от предсказаний стандартной модели, показало бы, что текущая теория неверна.
Повторный анализ ATLAS предлагает более сильный аргумент заявлению CDF, чем более ранний анализ ATLAS тех же данных.
«Новый анализ является важным подтверждением нашего предыдущего результата», — говорит Андреас Хокер, физик из ЦЕРН.
Последнее значение ATLAS расширяет пропасть, которая отделяет измерение массы CDF от множества других исследований. Но это не должно рассматриваться как устранение проблемы стандартной модели CDF, говорит физик из Университета Дьюка Ашутош Котвал, член сотрудничества CDF.
