CERN 과학자들은 전례 없는 정확도로 최고 쿼크 질량을 측정합니다.

연구진은 콤팩트 뮤온 솔레노이드(CMS)가 얻은 데이터를 분석했다.

과학자들은 이전 연구에서 사용된 3개 대신 톱 쿼크의 질량에 민감한 5개의 서로 다른 운동학적 변수를 사용하여 생성된 톱 쿼크를 측정했다.물리학자들은 톱 쿼크의 질량을 171.77 ± 0.38 GeV로 추정했는데, 이는 엄청난 오차였다약 0.22%.

CERN은 측정을 위해CMS 데이터의 극도로 정밀한 보정과 나머지 실험 및 이론적 불확실성과 이들의 상호 의존성에 대한 깊은 이해가 필요했습니다. 연구원들은 CMS 검출기에 의한 입자 특성 측정의 정확성과 탑 쿼크 형성에 대한 이론적 설명과 관련된 불확실성을 자세히 연구했습니다.

2개의 쿼크 서명: 4개의 강입자 제트(노란색 원뿔형), 1개의 뮤온(빨간색 선) 및 누락된 중성미자 에너지(분홍색 화살표). 이미지: CMS, CERN

연구자들은 대중에 대한 정확한 지식이톱 쿼크는 우리 세계를 미시적으로 이해하는 데 필수적입니다. 이 가장 무거운 기본 입자의 질량에 최대한 가까워지면 표준 모델의 내부 일관성을 테스트할 수 있습니다. 예를 들어, W 보존과 힉스 보존의 정확한 질량이 주어지면 표준 모델은 상부 쿼크의 질량을 예측할 수 있으며, W 보존의 질량은 상부 쿼크의 질량과 힉스 보존의 질량을 사용하여 결정될 수 있습니다. 힉스 보존.

과학자들은 정도를 이해한다고 말합니다.우리 우주의 안정성은 힉스 보존과 톱 쿼크의 정확한 질량에 달려 있습니다. 현재 측정에 따르면 우주는 준안정 상태에 매우 가깝습니다. 그러나 만약 상부 쿼크의 질량이 조금만이라도 다르다면, 우주는 장기적으로 불안정해질 것이고 잠재적으로 빅뱅과 같은 사건으로 사라질 것입니다.

연구원들은 2017년과 2018년 실험 데이터에 새로운 접근 방식을 적용할 때 더 나은 측정 정확도를 얻을 수 있기를 희망합니다.

표지 이미지: CMS, CERN

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