מדענים ממעבדת המאיץ הלאומי של מחלקת האנרגיה הגיעו למדידה המדויקת ביותר בעולם של מסת בוסון באמצעות ניסוי יחיד. בשילוב עם מדידות אחרות, הבנה הדוקה יותר של מסת בוסון W גם תביא את החוקרים קרוב יותר למסת החלקיק החמקמק של היגס.
החלקיק של היגס הוא חלקיק תיאורטי אך טרם נראה, המכונה גם "חלקיק האל", האמינה לספק לחלקיקים אחרים את המסה שלהם. בוסון ה- W, כבד פי 85 מפרוטון, מאפשר דעיכת בטא רדיואקטיבית וגורם לשמש לזרוח.
ההכרזה היום מציינת את התגלית הגדולה השנייה תוך שבוע לשיתוף הפעולה הבינלאומי DZero ב Fermilab. מוקדם יותר השבוע הודיעה הקבוצה על הפקת קווארק עליון בודד אצל קלעי הטווטרון של פרמילאב.
DZero הוא ניסוי בינלאומי של כ -550 פיסיקאים מ -90 מוסדות ב -18 מדינות. הוא נתמך על ידי המחלקה האמריקאית לאנרגיה, הקרן הלאומית למדע ומספר סוכנויות מימון בינלאומיות. בשנה האחרונה פרסם שיתוף הפעולה 46 מאמרים מדעיים המבוססים על מדידות שנעשו עם גלאי החלקיקים DZero.
בוסון W הוא נשא של הכוח הגרעיני החלש ואלמנט מפתח במודל הסטנדרטי של חלקיקים וכוחות אלמנטריים, החזוי גם את בוסון היגס. המסה המדויקת שלו חשובה מכדי לחישובים כדי להעריך את המסה הסבירה של בוזון היגס על ידי חקר השפעותיו הקוונטיות העדינות על בוסון W ועל הקווארק העליון, חלקיק יסודי שהתגלה בפרמילאב בשנת 1995.
מדענים שעובדים על ניסוי DZero מדדו כעת את המסה של בוסון ה- W ברמת דיוק של 0.05 אחוז. המסה המדויקת של החלקיק שנמדד על ידי DZero היא 80.401 +/- 0.044 GeV / c ^ 2. שיתוף הפעולה הציג את תוצאתו בכנס השנתי בנושא אינטראקציות Electroweak ותיאוריות מאוחדות המכונה Rencontres de Moriond ביום ראשון.
"המדידה היפה הזו ממחישה את כוחו של הטברון כמכשיר דיוק ומשמעותו שמבחן הלחץ שהזמנו לדגם הסטנדרטי הופך להיות מלחיץ וחושף יותר", אמר תיאורטיקן פרמילב כריס קוויג.
צוות DZero קבע את מסת ה- W על ידי מדידת ההתפרקות של בוסוני W לאלקטרונים וניוטרינים אלקטרוניים. ביצוע המדידה נדרש לכייל את גלאי החלקיקים DZero ברמת דיוק של כשלוש מאיות אחוז, משימה מפרכת שדרשה מאמץ של כמה שנים מצוות מדענים כולל סטודנטים.
מאז התגלה במעבדה האירופית CERN בשנת 1983, ניסויים רבים בפרמילאב וב- CERN מדדו את המסה של בוסון ה- W ברמת גידול מתמדת. כעת השיגה DZero את הדיוק הטוב ביותר על ידי ניתוח מדקדק של מדגם נתונים גדול שנמסר על ידי מפקח החלקיקים Tevatron ב- Fermilab. העקביות של תוצאת DZero עם תוצאות קודמות מדברת על תקפותן של טכניקות הכיול והניתוח השונות בהן נעשה שימוש.
"זו אחת ממדידות הדיוק המאתגרות ביותר בטברון," אמר דוברו של דזרו, דמיטרי דניסוב, מפרמילאב. "נדרשו מאמצים רבים של שנים משיתוף הפעולה שלנו לבניית הגלאי 5,500 טון, לאסוף ולשחזר את הנתונים ואז לבצע את הניתוח המורכב כדי לשפר את הידע שלנו על פרמטר בסיסי זה של המודל הסטנדרטי."
מקור: פרמילאב
