物理学者はテバトロン衝突型加速器の結果を 10 年間研究し、実験では次のような結論に達しました。
どうしたの？
W房総は弱い核力を運ぶ素粒子です。それは物理学の標準模型によるよりもはるかに重いことが判明しました。
理論データと実験データの間には 0.09% の差が見つかりました。これは小さいように見えますが、この誤差は標準の 0.01% よりもはるかに大きくなります。
これは、すべての物理学者にとって非常に重要な情報です。世界は、チューリッヒ大学の物理学者であるフロレンシア・カネッリは言います。得られたデータが他の実験で確認された場合、物理学の標準模型との最初の深刻な不一致が判明します-これは、物質を構成するすべての粒子、および重力を除くすべての基本的な相互作用を説明する理論です。
はい、標準モデルはすべての人に役立つわけではありませんプロセス。したがって、少なくとも1つの重大な不整合が発生した場合は、モデルを変更する必要があります。しかし、実験の結果に注意を払っている物理学者がいます。
に基づく W ボソン質量測定の生成ヨハネス・グーテンベルク大学の物理学者マティアス・ショット氏は、「実験データは非常に複雑なプロセスなので、標準モデルとの既存の不一致を慎重に解釈するつもりです」と述べています。彼は、物理学者はなぜそのような矛盾が生じたのかをできるだけ正確に理解する必要があると信じています。
Wボソンについて私たちは何を知っていますか？
粒子は1983年に発見されました。当時の実験では、Wボソンの重さは85陽子であると計算されていました。質量の計算が難しいため、この値の誤差は5％以上でした。
ZボソンとWボソンはほとんどの核反応、特に太陽で起こる熱核融合。 WボソンとZボソンは、自然の4つの基本的な力の1つである弱い核力を運びます。 Wボソンは衝突型加速器で研究されており、そこで粒子が生成され、高エネルギーで一緒に押し出されます。粒子は、崩壊中に電子の亜種、またはミューニュートリノやニュートリノに固定されます。ニュートリノは跡形もなく消えますが、電子とミューオンはたどることができます。
腐敗の過程で、元のものがほとんどW ボソンの質量は新しい粒子のエネルギーに変換されます。物理学者がこのエネルギーを測定し、粒子がどのように崩壊するかを決定できれば、W ボソンの質量を決定できるでしょう。しかし、ニュートリノの作用を追跡できない場合、電子またはミューオンのエネルギーのどの部分が質量に関連し、どの部分が運動量に関連しているかを正確に言うことは不可能です。
新作の作者は何をしましたか？
ジャーナルScienceに掲載された記事では、研究者たちは、テバトロン粒子加速器を使用して収集されたデータのほぼ10年の分析を報告しています。著者によると、これらの測定値は、他のすべての測定値を組み合わせたものよりも正確です。著者らは、Wボソンの質量は電子の質量の約15万7千倍であると計算しました。新しい測定のおかげで、物理学の標準模型の関連性をテストすることができます。
新しい物理とは何ですか？
これは物理法則に与えられた名前です。スタンダードモデルを超えます。そして、新しい研究はそのような物理学の最初のヒントではありません。 2021年のmuon-g2実験でも同様の状況が発生した。しかし、その研究の精度は新しい結果よりも大幅に低かった。
Wボソンの質量は予想よりも7標準偏差も高く、これは事故である確率が約1兆分の1であることを意味します。
「この次元は最も重要です標準模型の基本的な予測からの逸脱は、科学者がこれまでに記録した以上のものです。ですから、弱い核力、またはその力を経験するすべての粒子をまだ完全には理解していないことを示唆していると思います」とデューク大学のアシュトシュ・コトワル教授は語った。
新しい発見は物理学で何を変えるでしょうか？
この発見の結果はまだこれからだ十分に理解してください。新しい測定値に合わせて標準モデルを単純に調整することもできます。しかし、この作品の著者らは、自分たちがパラダイムシフトの始まりと、これまで知られていなかった物理学の出現の目撃者であると信じている。
途中の最初の重要なステップは独立した確認。現在、実験に取り組んだ400人の科学者が他の物理学者と集まって結果を分析し、次にどこに行くべきかを理解しています。 CERNの大型ハドロン衝突型加速器はWボソンに関するデータを収集しており、新しい実験に使用できる可能性があります。
「新しい電子陽電子を構築する場合コライダーは、Wボソンの質量を非常に正確に測定することもできます。さらに、大型ハドロン衝突型加速器と小規模な特殊実験では、新しい粒子とそれらの相互作用を高精度で測定します。新しい物理学があれば、これらの実験でそれを観察することが可能になるでしょう」とコトワル教授は説明しました。
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