يقيس علماء المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN) كتلة كوارك القمة بدقة غير مسبوقة

قام الباحثون بتحليل البيانات التي تم جمعها بواسطة الملف اللولبي المضغوط للميون (CMS) أثناء التجارب

تصادمات الجسيمات في الهادرون الكبيرمصادم. قام العلماء بقياس الكواركات القمية المتكونة باستخدام خمسة متغيرات حركية مختلفة حساسة لكتلة الكواركات القمية، بدلًا من الثلاثة المستخدمة في الدراسات السابقة. أدى إدراج متغيرات جديدة إلى زيادة دقة القياسات. قدر الفيزيائيون كتلة الكوارك العلوي بـ 171.77 ± 0.38 جيجا إلكترون فولت، وهو خطأ قدره حوالي 0.22%.

تلاحظ CERN أن للقياساتمطلوب معايرة دقيقة للغاية لبيانات CMS وفهم عميق لشكوك التجريبية والنظرية المتبقية وترابطها. لقد عمل الباحثون بالتفصيل على نقاط عدم اليقين المرتبطة بدقة قياسات خصائص الجسيمات بواسطة كاشف CMS والأوصاف النظرية لتشكيل الكواركات العلوية.

توقيع اثنين من الكواركات: 4 نفاثات هادرون (مخاريط صفراء) وميون (خط أحمر) وطاقة نيوترينو مفقودة (السهم الوردي). الصورة: CMS ، CERN

لاحظ الباحثون أن المعرفة الدقيقة للكتلةالكوارك القمي ضروري لفهم عالمنا على نطاق مجهري. إن الاقتراب قدر الإمكان من كتلة هذا الجسيم الأولي الأثقل يسمح لنا باختبار الاتساق الداخلي للنموذج القياسي. على سبيل المثال، بالنظر إلى الكتل الدقيقة لبوزون W وبوزون هيغز، يمكن للنموذج القياسي التنبؤ بكتلة الكوارك العلوي، ويمكن تحديد كتلة بوزون W باستخدام كتلة الكوارك العلوي وكتلة الكوارك العلوي. هيغز بوزون.

ويقول العلماء أن فهم درجةيعتمد استقرار كوننا على الكتل الدقيقة لبوزون هيغز والكوارك العلوي. تظهر القياسات الحالية أن الكون قريب جدًا من حالة شبه مستقرة. ولكن إذا كانت كتلة الكوارك العلوي مختلفة قليلاً، فسيكون الكون أقل استقرارًا على المدى الطويل ومن المحتمل أن ينتهي به الأمر إلى الاختفاء في حدث يشبه الانفجار الكبير.

يأمل الباحثون في الحصول على دقة قياس أفضل عند تطبيق النهج الجديد على البيانات من التجارب في عامي 2017 و 2018.

صورة الغلاف: CMS، CERN

قراءة المزيد:

لقد تم اصطياده لقرون: ماذا نعرف عن كوكب فولكان المجاور للشمس

وجد علماء الفلك كوكبًا بالقرب من الأرض: له مدار غريب جدًا

أثبت علماء من الصين أن تحولات الصفائح الحديثة تعود إلى 2.5 مليار سنة