Многолетние исследования на коллайдере Tevatron установили массу W-бозонов с высокой точностью, однако результат не соответствует прогнозам Стандартной модели.
Проведённый анализ информации с неработающего ранее коллайдера выявил миллионы событий, которые могут быть связаны с частицей W. ±Учёные получили возможность обнаруживать бозоны и определять массу этих частиц с удивительной точностью. Полученные данные не совпадают с прогнозами стандартной модели. Возможно, этот факт указывает на прорыв в поиске более полных представлений о физическом мире. статье, опубликованной в журнале ScienceКрупнейшей совместной работой CDF, включающей сотни учёных из 54 университетов всего мира.
Современная физика основывается на стандартной модели квантовой механики, которая описывает элементарные частицы и фундаментальные взаимодействия. Фотоны переносят электромагнитное взаимодействие, глюоны — сильное, а незаряженные Z-бозоны и заряженные W-бозоны — слабое. W±-бозоныСлабое взаимодействие играет роль в некоторых формах радиоактивного распада и множества процессов, затрагивающих частицы и атомные ядра.
Стандартная модель хорошо согласуется с большинством экспериментов, давая верные и точные предсказания, которые неоднократно проверены. Тем не менее, она не дает полной картины физического мира. В частности, в ней отсутствует описание гравитации, нет частиц, которые могли бы быть темной материей, и подобное.
Стремясь найти основы новой всеобъемлющей теории, физики проводят эксперименты на ускорителях и коллайдерах. Большая часть этих работ связана с поиском новых, неизвестных стандартной модели частиц либо с уточнением характеристикПодобная информация может намекнуть на путь для создания новой теории.
Физики из международной коллаборации CDF обрабатывают данные, собранные коллайдером Tevatron Национальной ускорительной обсерватории имени Ферми. Сам эксперимент закончился в 2011 году, но анализ информации продолжается. Ученые отслеживали W-бозоны, появившиеся при столкновениях протонов с антипротонами на детекторе CDF-II.
Эксперименты, проведённые в период с 1985 по 2011 год, выявили около 4,2 миллионов кандидатов. Расчёты с точностью около 0,01 процента (в два раза выше предыдущих), показали массу W-бозонов равной 80433 МэВ/с. 2Это примерно в восемьдесят раз тяжелее протона. Но главное то, что значение, предсказанное стандартной моделью, равно 80357 мегаэлектронвольт на секунду. 2Разница в оценке массы W-бозона существенно велика (семь сигм), что исключает возможность случайного или несущественного расхождения.
Как интерпретировать такой результат пока неясно: возможно, помогут новые ускорители и коллайдеры частиц, которые строятся в разных странах.