מדעני CERN מודדים מסת קווארק עליונה בדיוק חסר תקדים

החוקרים ניתחו נתונים שנאספו על ידי הסולנואיד הקומפקטי Muon (CMS) במהלך ניסויים על

התנגשויות חלקיקים בהדרון הגדולמתנגש. המדענים מדדו את הקווארקים העליונים שנוצרו באמצעות חמישה משתנים קינמטיים שונים הרגישים למסה של הקווארק העליון, במקום השלושה ששימשו במחקרים קודמים. הכללת משתנים חדשים הגדילה את דיוק המדידות. פיזיקאים העריכו את מסת הקווארק העליון ב-171.77 ± 0.38 GeV, שגיאה של כ-0.22%.

CERN מציין כי עבור מדידותנדרשו כיול מדויק ביותר של נתוני ה-CMS והבנה עמוקה של אי הוודאות הניסיוני והתיאורטי הנותרים והתלות ההדדית ביניהם. החוקרים בדקו בפירוט את אי הוודאות הקשורה לדיוק של מדידות של תכונות החלקיקים על ידי גלאי CMS ועם תיאורים תיאורטיים של היווצרות קווארקים עליונים.

חתימה של שני קווארקים: 4 סילוני הדרון (קונוסים צהובים), מיאון אחד (קו אדום) וחסרה אנרגיית נייטרינו (חץ ורוד). תמונה: CMS, CERN

חוקרים מציינים כי ידע מדויק של המסההקווארק העליון חיוני להבנת העולם שלנו בקנה מידה מיקרו. התקרבות ככל האפשר למסה של החלקיק היסודי הכבד ביותר הזה מאפשרת לנו לבדוק את העקביות הפנימית של המודל הסטנדרטי. לדוגמה, בהינתן המסות המדויקות של בוזון W ושל בוזון היגס, המודל הסטנדרטי יכול לחזות את המסה של הקווארק העליון, וניתן לקבוע את המסה של בוזון W באמצעות מסת הקווארק העליון והמסה של ה-W. בוזון היגס. 

מדענים אומרים שהבנת התוארהיציבות של היקום שלנו תלויה במסות המדויקות של בוזון היגס והקווארק העליון. מדידות נוכחיות מראות שהיקום קרוב מאוד למצב גרא יציב. אבל אם המסה של הקווארק העליון אפילו שונה במקצת, היקום יהיה פחות יציב בטווח הארוך וייתכן שבסופו של דבר ייעלם באירוע דמוי המפץ הגדול.

החוקרים מקווים להשיג דיוק מדידה טוב עוד יותר כאשר הגישה החדשה תיושם על נתונים מניסויים ב-2017 ו-2018.

תמונת שער: CMS, CERN

קרא עוד:

זה ניצוד במשך מאות שנים: מה אנחנו יודעים על כוכב הלכת וולקן ליד השמש

אסטרונומים מצאו כוכב לכת ליד כדור הארץ: יש לו מסלול מוזר מאוד

מדענים מסין הוכיחו ששינויי לוחות מודרניים מתוארכים ל-2.5 מיליארד שנים אחורה