Sciencemag.cz
Doporučujeme
Projekt CMS v CERNu je nejnovějším z řady experimentů zjišťujících hmotnost bosonu W – elementární částice, která spolu s bosonem Z zprostředkovává slabou interakci.
Vědci z kolaborace CMS (Compact Muon Solenoid) analyzovali data ze srážek protonů s protony z druhého běhu Velkého hadronového urychlovače LHC (CMS v užším slova smyslu je konkrétní detektor v LHC).
Výsledek má představovat dosud nejpřesnější měření hmotnosti bosonu W provedené na urychlovači LHC a je v souladu s předpovědí Standardního modelu částicové fyziky a se všemi předchozími měřeními, s výjimkou měření z experimentu CDF na bývalém proton-antiprotonovém urychlovači Tevatron ve Fermilabu.
Ve Standardním modelu hmotnost bosonu W úzce souvisí se silou interakce sjednocující elektromagnetické a slabé síly a s hmotnostmi Higgsova bosonu a kvarku top (svrchní), které omezují její hodnotu na 80,353 milionu elektronvoltů (MeV) s povolenou odchylkou pouhých 6 MeV. Měření hmotnosti bosonu W s vysokou přesností proto umožňuje testovat, zda jsou všechny tyto vlastnosti v souladu se Standardním modelem částicové fyziky. Pokud by nesouhlasily, příčinou by mohly být dosud neznámé fyzikální jevy, například nové částice nebo interakce.
Od objevu bosonu W v CERNu před 40 lety byla jeho hmotnost měřena stále přesněji pomocí několika experimentů na urychlovačích, v CERNu i jinde. V roce 2022 vyšla ale hmotnost bosonu W v experimentu CDF jako 80 433,5 MeV +- 9,4 MeV. To znamenalo problém, tato hodnota se výrazně lišila od předpovědi Standardního modelu i od výsledků ostatních experimentů.
V roce 2023 kolaborace ATLAS v CERNu zveřejnila vylepšené měření založené na reanalýze dat z proton-protonových srážek z prvního běhu LHC. Tento výsledek, 80 366,5 MeV s nejistotou 15,9 MeV byl v souladu se všem předchozími měřeními s výjimkou CDF.
Experiment CMS nyní došel k výsledku 80 360,2 s „povolenou odchylkou“ 9,9 MeV. Opět tedy v souladu se všemi jinými měřeními vyjma CDF.
„Stanovení hmotnosti W je velmi náročné a zahrnuje jemná měření a teoretické modelování produkce bosonu W a jeho rozpadu na lepton (zde mion) a neutrino, které uniká detekci,“ vysvětluje mluvčí CMS Gautier Hamel de Monchenault.
Vědci hodnotí výsledek jako další z řady stále přísnějších testů Standardního modelu, který v tomto případě obstál.
Zdroj: CERN / Phys.org, přeloženo / zkráceno
Dobrý deň,
máte tam chybu. Hore je písané 80,353 milóna elektrónvoltov (MeV)
a ďalej je v texte písané 80 433,5 MeV; tiež 80 366,5 MeV; tiež 80 360,2 MeV