Скандальное измерение массы W-бозона, грозившее перевернуть физику, было ошибочным
В прошлом году новое открытие в физике элементарных частиц ошеломило ученых: частица, ответственная за одну из четырех фундаментальных сил Вселенной, оказалась тяжелее, чем предполагалось. Открытие несоответствия между теоретической и наблюдаемой массами W-бозона обещало новую физику за пределами Стандартной модели.
Однако недавно ученые снова проверили те же числа, используя обновленный метод. На этот раз получилось, что масса частицы близко соответствует предсказаниям Стандартной модели, пишет ScienceAlert. Статья с описанием новых открытий опубликована на сайте ЦЕРНа.
Стандартная модель физики элементарных частиц остается гипотетической интерпретацией Вселенной, до сих пор она хорошо выдерживала ряд тестов. В то же время в ней есть пробелы: например, Стандартная модель не объясняет темную материю или даже гравитацию.
W-бозон не может быть измерен напрямую, но масса и энергия, высвобождаемые при его распаде, могут. В новом исследовании повторно проанализированы данные эксперимента ATLAS на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе. Был использован другой статистический подход, основанный на улучшенном понимании процессов распада.
Авторы сообщили, что их новый результат на 16% точнее, чем раньше, и с более низким уровнем неопределенности, что ставит под сомнение результаты 2022 года, полученные на ныне закрытом коллайдере «Тэватрон». Команда сосредоточилась на событиях столкновения частиц, когда W-бозон распадается на более легкие частицы: электроны, мюоны и нейтрино. Дополнительные данные, собранные в 2017 году, помогли подтвердить выводы.
Измерение Тэватрона дало 80,4335 гигаэлектронвольт, небольшое, но существенное отличие от 80,357 гигаэлектронвольт, предсказанных Стандартной моделью. Последнее измерение массы W-бозона составляет 80,360 гигаэлектронвольт, что намного ближе к теоретически предсказанной массе.
Калибровочные бозоны, такие как W-бозон, существенно облегчают взаимодействие между другими фундаментальными частицами. W-бозон имеет решающее значение в таких процессах, как радиоактивный распад и ядерный синтез.
«Измерение массы W является одним из самых сложных точных измерений, выполняемых на адронных коллайдерах», — говорит физик элементарных частиц Андреас Хеккер из лаборатории CERN.
Стоит иметь в виду, что представлены только предварительные выводы. В настоящее время проводятся дальнейшие расчеты на более свежих данных. Если выяснится, что Стандартная модель неправильно определяет массу W-бозона, это будет намеком на некоторые еще не открытые частицы и действующие силы. Однако на данный момент кажется, что репутация этой фундаментальной гипотезы восстановлена.
