Znanstvenici iz CERN-a mjere masu najvećeg kvarka s neviđenom točnošću

Istraživači su analizirali podatke koje je prikupio Compact Muon Solenoid (CMS) tijekom eksperimenata na

sudari čestica u Velikom hadronusudarač. Znanstvenici su izmjerili stvorene top kvarkove koristeći pet različitih kinematičkih varijabli osjetljivih na masu top kvarka, umjesto tri korištene u prethodnim studijama. Uključivanje novih varijabli povećalo je točnost mjerenja. Fizičari su procijenili masu top kvarka na 171,77 ± 0,38 GeV, što je pogreška od oko 0,22%.

CERN napominje da za mjerenjabila je potrebna iznimno precizna kalibracija CMS podataka i duboko razumijevanje preostalih eksperimentalnih i teoretskih nesigurnosti i njihovih međuovisnosti. Istraživači su detaljno razradili nesigurnosti povezane s točnošću mjerenja svojstava čestica pomoću CMS detektora i s teoretskim opisima formiranja top kvarkova.

Signatura dvaju kvarkova: 4 hadronska mlaza (žuti čunjevi), jedan mion (crvena linija) i energija neutrina koja nedostaje (ružičasta strelica). Slika: CMS, CERN

Istraživači napominju da točno poznavanje maseTopkvark je bitan za razumijevanje našeg svijeta na mikroskali. Približavanje masi ove najteže elementarne čestice što je više moguće omogućuje nam testiranje unutarnje konzistentnosti Standardnog modela. Na primjer, znajući točne mase W bozona i Higgsovog bozona, standardni model može predvidjeti masu top kvarka, a masa W bozona može se odrediti pomoću mase top kvarka i mase Higgsov bozon. 

Znanstvenici kažu da razumijevanje stupnjaStabilnost našeg svemira ovisi o točnim masama Higgsovog bozona i top kvarka. Trenutna mjerenja pokazuju da je svemir vrlo blizu metastabilnog stanja. Ali ako je masa top kvarka čak i malo drugačija, svemir će dugoročno biti manje stabilan i potencijalno će nestati u događaju sličnom Velikom prasku.

Istraživači se nadaju da će dobiti još bolju točnost mjerenja kada se novi pristup primijeni na podatke iz eksperimenata 2017. i 2018. godine.

Naslovna slika: CMS, CERN

Čitaj više:

Lovi se stoljećima: što znamo o planetu Vulkan pored Sunca

Astronomi su pronašli planet blizu Zemlje: ima vrlo čudnu orbitu

Znanstvenici iz Kine dokazali su da moderni pomaci ploča datiraju prije 2,5 milijardi godina