Sciencemag.cz
Doporučujeme
Nobelovou cenou odměněný objev Higgsova bosonu v roce 2012 vložil poslední chybějící dílek do skládačky Standardního modelu. Otázky ovšem zůstávají. Co leží za tímto rámcem? Kde se skrývají nové jevy, které by vyřešily zbývající záhady vesmíru, jako je povaha temné hmoty a původ asymetrie mezi hmotou a antihmotou?
Jedním z parametrů, který může napovědět o nových fyzikálních jevech, je šířka (width) bosonu W, elektricky nabitého nositele slabé síly (spolu s bosonem Z). Šířka částice přímo souvisí s její dobou života a popisuje, jak se rozpadá na jiné částice. Pokud by se boson W rozpadal neočekávanými způsoby, například na dosud neobjevené nové částice, ovlivní to naměřenou šířku. Standardní model přesně předpovídá hodnotu příslušné „šířky“, takže jakákoli výrazná odchylka od předpovědi by znamenala existenci „nové fyziky“.
V nové studii zveřejněné na preprintovém serveru arXiv projekt ATLAS poprvé změřil šířku bosonu W prostřednictvím experimentů na Velkém hadronovém urychlovači (LHC). Šířka bosonu W byla již dříve změřena na urychlovači LEP (Large Electron-Positron Collider) (opět v CERNu) a na urychlovači Tevatron ve Fermilabu, přičemž byla získána průměrná hodnota 2085 ± 42 milionů elektronvoltů (MeV), což celkem odpovídá předpovědi standardního modelu 2088 ± 1 MeV.
Na základě dat z proton-protonových srážek při energii 7 TeV získaných během prvního běhu urychlovače LHC nyní ATLAS stanovil šířku bosonu W na 2202 ± 47 MeV. Jedná se o dosud nejpřesnější měření provedené jediným experimentem, které odpovídá předpovědi standardního modelu s přesností na 2,5 standardní odchylky.
Aktualizované měření hmotnosti bosonu W je 80367 ± 16 MeV, což zlepšuje a nahrazuje předchozí měření ATLAS využívající stejný soubor dat. Naměřené hodnoty hmotnosti i šířky jsou v souladu s předpověďmi Standardního modelu.
ATLAS collaboration, Measurement of the W-boson mass and width with the ATLAS detector using proton-proton collisions at s√ = 7 TeV, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2403.15085
Zdroj: CERN / Phys.org
