Η ακριβέστερη μέτρηση της μάζας του μποζονίου W

Posted on 12/02/2018

0


Τα μποζόνια W± (μαζί με το Z0) «μεταφέρουν» την ασθενή πυρηνική δύναμη – μια από τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις που υπάρχουν στο σύμπαν μας. Ένας εξαιρετικά ακριβής προσδιορισμός της μάζας του μποζονίου W παρουσιάστηκε σήμερα από τους φυσικούς του πειράματος ATLAS (Measurement of the W-boson mass in pp collisions).

Απεικόνιση ενός υποψήφιου γεγονότος για το μποζόνιο W, καθώς αυτό διασπάται σε ένα μιόνιο και ένα νετρίνο. Το μποζόνιο W παράγεται από τις συγκρούσεις πρωτονίων-πρωτονίων στον LHC σε ενέργεια  7 TeV και καταγράφεται από τον ανιχνευτή ΑTLAS.

Από τις συγκρούσεις των πρωτονίων που πραγματοποιήθηκαν το 2011 στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) και την καταγραφή περίπου 14 εκατομμυρίων γεγονότων της διάσπασης  του W, προέκυψε η ακριβέστερη μέχρι σήμερα τιμή για την μάζα του:

mW=80370 ± 19 MeV

Επειδή υπάρχουν δύο είδη μποζονίων W, το W+ με ηλεκτρικό φορτίο +1 και το W με φορτίο −1, μετρήθηκε και η διαφορά των μαζών: mW+− mW− = − 29 ± 28 MeV.

Σύγκριση της μετρηθείσας τιμής του μποζονίου W με παλαιότερες μετρήσεις, καθώς επίσης και την τιμή που προβλέπει το Καθιερωμένο Πρότυπο των στοιχειωδών σωματιδίων: 80356 ±8 MeV

Tα μποζόνια W και το Z ήταν μια πρόβλεψη της ηλεκτρασθενούς θεωρίας, που μαζί με την Κβαντική Χρωμοδυναμική αποτελούν το Καθιερωμένο Πρότυπο των στοιχειωδών σωματιδίων. Τα μποζόνια W και Ζ ανακαλύφθηκαν το 1983 στο Super proton-antiproton Synchrotron, του CERN, και το επόμενο έτος (!) οι Rubbia και van der Meer βραβεύθηκαν με το Νόμπελ Φυσικής.

Η ακριβής προσδιορισμός της μάζας του W παίζει κρίσιμο ρόλο στον έλεγχο του Καθιερωμένου Προτύπου, διότι κάθε απόκλιση από την θεωρητική πρόβλεψη (που συνδυάζει τις μάζες του top κουάρκ 172,84 ± 0,70 GeV και του μποζονίου Higgs 125,09 ± 0,24 GeV) θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες θεωρίες φυσικής.


πηγή: http://press.cern/update/2018/02/first-high-precision-measurement-mass-w-boson-lhc