Nach einem Jahrzehnt der Analyse haben Physiker die genaueste Messung der Masse des W-Bosons erreicht – das könnte sich ändern
Standardmodell der Teilchenphysikin den 1970er Jahren entwickelt: Es erklärt, wie Teilchen interagieren und fundamentale Kräfte wirken. Es deckt nicht alles ab – es erklärt weder dunkle Materie noch die Schwerkraft. Doch nun haben die Autoren der neuen Arbeit das W-Boson gut untersucht und wollen das Allgemeine Modell überarbeiten.
Die Masse eines Teilchens kann über sein Verhältnis berechnet werdenmit anderen Teilchen im Standardmodell. Diese vorhergesagte Masse kann dann mit den tatsächlichen Messungen am Collider verglichen werden. Es stellte sich heraus, dass beide Werte im Fall des W-Bosons stark voneinander abweichen.
W-Bosonen sind Elementarteilchen, dietragen eine schwache Kraft und beeinflussen nukleare Prozesse, beispielsweise solche, die in der Sonne ablaufen. Nach dem Standardmodell hängt ihre Masse mit der Masse des Higgs-Bosons und der Masse eines subatomaren Teilchens, des Top-Quarks, zusammen.
In einer neuen Studie haben fast 400 Wissenschaftler inIn Zusammenarbeit mit Fermilab (CDF) wurden zehn Jahre lang 4,2 Millionen potenzielle W-Boson-Kandidaten untersucht. Sie wurden auf der Grundlage von Daten für 26 Jahre Betrieb des Tevatron-Colliders gesucht. Als Ergebnis konnte das Team die Masse des W-Bosons auf 0,01 % genau berechnen.
Nach ihren Berechnungen hat das W-Boson eine Masse von 80.433,5Megaelektronenvolt (MeV) mit einer Unsicherheit von nur ±9,4 MeV. Dies liegt im Bereich einiger früherer Messungen, aber deutlich über den Vorhersagen des Standardmodells. Demnach beträgt die Masse 80 357 MeV, ± 6 MeV.
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