A CERN tudósai példátlan pontossággal mérik a kvark felső tömegét

A kutatók a Compact Muon Solenoid (CMS) által a kísérletek során gyűjtött adatokat elemezték

részecskeütközések a Nagy Hadronnálütköző. A tudósok a létrehozott felső kvarkokat öt különböző, a felső kvark tömegére érzékeny kinematikai változóval mérték a korábbi vizsgálatokban használt három helyett. Az új változók bevonása növelte a mérések pontosságát. A fizikusok a felső kvark tömegét 171,77 ± 0,38 GeV-re becsülték, ami körülbelül 0,22%-os hiba.

A CERN megjegyzi, hogy a méréseknélA CMS adatok rendkívül precíz kalibrálására és a fennmaradó kísérleti és elméleti bizonytalanságok, valamint ezek kölcsönös függőségének mélyreható megértésére volt szükség. A kutatók részletesen kidolgozták azokat a bizonytalanságokat, amelyek a részecskék tulajdonságainak CMS-detektorral történő mérésének pontosságával és a csúcskvarkok kialakulásának elméleti leírásával kapcsolatosak.

Két kvark aláírása: 4 hadronsugár (sárga kúp), egy müon (piros vonal) és hiányzó neutrínó energia (rózsaszín nyíl). Kép: CMS, CERN

A kutatók megjegyzik, hogy a tömeg pontos ismereteA felső kvark nélkülözhetetlen a világunk mikroléptékű megértéséhez. Ennek a legnehezebb elemi részecske tömegének a lehető legközelebbi elérése lehetővé teszi a Standard Modell belső konzisztenciájának tesztelését. Például a W-bozon és a Higgs-bozon pontos tömegét figyelembe véve a Standard Modell megjósolhatja a felső kvark tömegét, a W-bozon tömege pedig meghatározható a felső kvark és a kvark tömege alapján. Higgs-bozon.

A tudósok szerint a mérték megértéseUniverzumunk stabilitása a Higgs-bozon és a csúcskvark pontos tömegétől függ. A jelenlegi mérések azt mutatják, hogy az Univerzum nagyon közel van a metastabil állapothoz. De ha a felső kvark tömege csak egy kicsit is eltér, az Univerzum hosszú távon kevésbé lesz stabil, és esetleg egy ősrobbanásszerű esemény során eltűnik.

A kutatók azt remélik, hogy még jobb mérési pontosságot érnek el, ha az új megközelítést alkalmazzák a 2017-es és 2018-as kísérletek adataira.

Borítókép: CMS, CERN

Olvass tovább:

Évszázadok óta vadásznak rá: mit tudunk a Nap melletti Vulkán bolygóról

A csillagászok egy bolygót találtak a Föld közelében: nagyon furcsa pályája van

Kínai tudósok bebizonyították, hogy a modern lemezeltolódások 2,5 milliárd éves múltra tekintenek vissza