Физиците изучаваха резултатите от колайдера Tevatron в продължение на 10 години и стигнаха до извода, че експерименталните
Какво се случи?
W-boso е основната частица, която носи слабата ядрена сила. Оказа се, че е много по-тежък, отколкото според Стандартния модел на физиката.
Установена е разлика от 0,09% между теоретичните и експерименталните данни. Изглежда, че това е малко, но тази грешка е много по-голяма от стандартната - 0,01%.
Това е изключително важна информация за всички физици.света, казва Флоренсия Канели, физик от университета в Цюрих. Ако получените данни се потвърдят в други експерименти, тогава ще се окаже първото сериозно несъответствие със Стандартния модел на физиката - това е теория, която описва всички частици, които съставляват материята, и всички фундаментални взаимодействия, с изключение на гравитацията.
Да, стандартният модел не работи за всекипроцеси. Следователно, ако се появи поне едно сериозно несъответствие, тогава моделът ще трябва да бъде променен. Но има физици, които са предпазливи по отношение на резултатите от експеримента.
Генериране на измервания на масата на W-бозон въз основа наексперименталните данни са много сложен процес, бих интерпретирал внимателно съществуващото несъответствие със стандартния модел, казва Матиас Шот, физик от университета Йоханес Гутенберг. Той смята, че физиците трябва да разберат възможно най-точно защо са възникнали подобни несъответствия.
Какво знаем за W-бозона?
Частицата е открита през 1983 г. Експериментите по това време изчислиха, че W бозонът тежи 85 протона. Грешката на тази стойност беше 5% или повече, тъй като беше трудно да се изчисли масата.
Z-бозонът и W-бозонът участват в повечето отядрени реакции, по-специално при термоядрен синтез, който се случва на Слънцето. W и Z бозоните носят слабата ядрена сила, една от четирите основни природни сили. W-бозонът се изучава в колайдери, където се произвеждат частици и след това се изтласкват заедно с висока енергия. Частиците могат да бъдат фиксирани по време на разпада си в подвид електрони или в мюони и неутрино. Неутриното изчезва безследно, но електронът и мюонът могат да бъдат проследени.
По време на процеса на гниене, повечето от оригиналаМасата на W бозона се превръща в енергия на нови частици. Ако физиците могат да измерят тази енергия и също да определят как се разпадат частиците, те ще могат да определят масата на W бозона. Но ако действията на неутриното не могат да бъдат проследени, тогава е невъзможно да се каже точно каква част от енергията на един електрон или мюон е свързана с масата и каква част е свързана с импулса.
Какво направиха авторите на новата творба?
В статия, публикувана в списание Science,Изследователите съобщават за почти десетилетие на анализ на данни, събрани с помощта на ускорителя на частици Tevatron. Тези измервания, според авторите, са по-точни от всички останали взети заедно. Авторите са изчислили, че масата на W-бозона е приблизително 157 хиляди пъти по-голяма от масата на електрона. Благодарение на новото измерване може да се тества уместността на Стандартния модел на физиката.
Какво е новата физика?
Това е името, дадено на физичните закони, коитонадхвърлят стандартния модел. И новата работа не е първият намек за такава физика. Подобна ситуация се случи с експеримента през 2021 г. с muon-g2. Но точността на тази работа беше значително по-ниска от новите резултати.
Масата на W бозона е по-висока от очакваното с цели седем стандартни отклонения, което означава, че вероятността това да е инцидент е около едно на трилион.
„Това измерение е най-значимотоотклонение от фундаменталната прогноза на Стандартния модел, то е повече, отколкото учените са регистрирали някога. Така че мисля, че това е намек, че все още не разбираме напълно слабата ядрена сила или всички частици, които изпитват тази сила", каза Ашутош Котвал, професор в университета Дюк.
Какво ще промени новото откритие във физиката?
Последствията от това откритие тепърва предстоятда разбере напълно. Човек може просто да коригира стандартния модел, за да отговаря на новите измервания. Но авторите на работата смятат, че са свидетели на началото на промяна на парадигмата и появата на непозната досега физика.
Първата важна стъпка по пътя е получаванетонезависимо потвърждение. Сега 400-те учени, които са работили върху експеримента, се събират с други физици, за да анализират резултата, за да разберат накъде да отидат по-нататък. Големият адронен колайдер в ЦЕРН събира данни за W-бозона и може да се използва за нови експерименти.
„Ако построим нов електрон-позитронколайдер, той също така ще може много точно да измери масата на W-бозона. В допълнение, Големият адронен колайдер и по-малките специализирани експерименти измерват новите частици и техните взаимодействия с висока точност. Ако има нова физика, тогава ще бъде възможно да се наблюдава в тези експерименти“, обясни професор Котвал.
Прочетете още:
След десет години работа учените поставиха под въпрос стандартния модел на физиката
Има друга „планета“ вътре в Земята: как тя спаси зараждащия се живот
Старите клетки бяха препрограмирани и те станаха с 30 години по-млади: как работи