Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vědci z experimentu CMS (Compact Muon Solenoid) v CERNu zveřejnili výsledky dosud nejpřesnějšího měření hmotnosti kvarku t (svrchní, top). Hmotnost nejtěžší známé elementární částice se podařilo určit s přesností na 0,22 %. Přesnost je v tomto případě důležitá, protože pomáhá testovat vnitřní konzistenci matematického popisu v rámci Standardního modelu.
Hmotnost kvarku t je mj. provázána s hmotností bosonu W a Higgsova bosonu; stanovíme-li empiricky 2 z těchto hodnot, pomocí Standardního modelu (respektive matematického modelu, který je v něm používán) můžeme dopočítat hodnotu třetí a ověřit, zda odpovídá hodnotě změřené. Autoři nového výzkumu dále uvádějí (dle tiskové zprávy CERNu): „Naše znalosti o samotné stabilitě vesmíru závisí na kombinovaných znalostech hmotností Higgsova bosonu a kvarku t. Díky přesnosti současných měření hmotnosti kvarku t víme pouze to, že vesmír je velmi blízko metastabilnímu stavu. Pokud by hmotnost kvarku t byla byť jen nepatrně odlišná, vesmír by byl dlouhodobě méně stabilní a nakonec by mohl zaniknout při násilné události podobné velkému třesku.“
Nejnovější měření hmotnosti kvarku je založeno na datech z proton-protonových srážek na urychlovači LHC získaných detektorem CMS v roce 2016. Tým kolem experimentu CMS změřil pět různých vlastností srážkových událostí, při nichž vzniká dvojice kvarků t, namísto maximálně tří vlastností, které byly měřeny v předchozích analýzách. Všechny tyto vlastnosti závisí na hmotnosti kvarku. Ta z nich tedy lze stanovit a porovnat všech 5 výsledků. Navíc byla data podrobně kalibrována, analyzovány možné nejistoty a jejich vzájemná provázanost.
Výsledek 171,77 ± 0,38 GeV je v souladu jak s předchozími měřeními, tak i předpovědí plynoucími ze standardního modelu. Stejný přístup chtějí nyní autoři výzkumu použít ještě na rozsáhlejší soubor dat zaznamenaných detektorem CMS v letech 2017–2018.
CMS Physics Analysis Summary „A profile likelihood approach to measure the top quark mass in the lepton+jets channel at √s= 13 TeV“
Zdroj: CERN/Phys.org
