물리학자들은 10년 동안 테바트론 충돌기의 결과를 연구한 결과 다음과 같은 결론에 도달했습니다.
무슨 일이야?
W-boso는 약한 핵력을 운반하는 기본 입자입니다. 그것은 물리학의 표준 모델에 따른 것보다 훨씬 무거웠습니다.
이론적 데이터와 실험 데이터 사이에는 0.09%의 차이가 발견되었습니다. 이는 작은 것 같지만 이 오류는 표준 오류인 0.01%보다 훨씬 큽니다.
이것은 모든 물리학자들에게 매우 중요한 정보입니다.취리히 대학의 물리학자인 Florencia Canelli는 말합니다. 얻은 데이터가 다른 실험에서 확인되면 물리학의 표준 모델과의 첫 번째 심각한 불일치가 드러날 것입니다. 이것은 중력을 제외한 물질을 구성하는 모든 입자와 모든 기본 상호 작용을 설명하는 이론입니다.
예, 표준 모델이 모든 사람에게 적용되는 것은 아닙니다.프로세스. 따라서 적어도 하나의 심각한 불일치가 나타나면 모델을 변경해야 합니다. 그러나 실험 결과에 대해 조심스러운 물리학자들이 있습니다.
다음을 기반으로 한 W-보손 질량 측정 생성실험 데이터는 매우 복잡한 과정이므로 표준 모델과의 기존 불일치를 주의 깊게 해석할 것이라고 요하네스 구텐베르크 대학의 물리학자인 Matthias Schott는 말합니다. 그는 물리학자들이 그러한 불일치가 발생한 이유를 가능한 한 정확하게 이해해야 한다고 믿습니다.
W-boson에 대해 무엇을 알고 있습니까?
입자는 1983년에 발견되었습니다. 당시의 실험에서는 W 보존의 무게가 85개 양성자임을 계산했습니다. 이 값의 오차는 질량 계산이 어려워 5% 이상이었다.
Z-boson과 W-boson은 대부분의특히 태양에서 일어나는 열핵융합에서의 핵반응. W 및 Z 보존은 자연의 4가지 기본 힘 중 하나인 약한 핵력을 운반합니다. W-보존은 입자가 생성된 다음 고에너지에서 함께 밀어내는 충돌기에서 연구됩니다. 입자는 붕괴하는 동안 전자의 아종 또는 뮤온과 중성미자로 고정될 수 있습니다. 중성미자는 흔적도 없이 사라지지만 전자와 뮤온은 추적할 수 있다.
부패 과정에서 대부분의 원본은W 보존의 질량은 새로운 입자의 에너지로 변환됩니다. 물리학자가 이 에너지를 측정하고 입자가 어떻게 붕괴하는지 결정할 수 있다면 W 보존의 질량을 결정할 수 있을 것입니다. 그러나 중성미자의 활동을 추적할 수 없다면 전자나 뮤온의 에너지 중 어느 부분이 질량과 연관되어 있고 어느 부분이 운동량과 연관되어 있는지 정확히 말할 수 없습니다.
새 작품의 작가들은 무엇을 했는가?
사이언스 저널에 실린 논문에서,연구원들은 Tevatron 입자 가속기를 사용하여 수집한 데이터에 대한 거의 10년 간의 분석을 보고합니다. 저자에 따르면 이러한 측정값은 다른 모든 측정값을 합친 것보다 더 정확합니다. 저자들은 W-보존의 질량이 전자의 질량보다 약 157,000배 더 크다고 계산했습니다. 새로운 측정 덕분에 물리학 표준 모델의 관련성을 테스트할 수 있습니다.
새로운 물리학이란 무엇입니까?
이것은 물리법칙에 붙여진 이름이다.표준모델을 넘어서다 그리고 새로운 연구는 그러한 물리학에 대한 첫 번째 힌트가 아닙니다. 2021년 muon-g2를 사용한 실험에서도 비슷한 상황이 발생했습니다. 그러나 해당 작업의 정확도는 새로운 결과보다 훨씬 낮았습니다.
W 보손의 질량은 예상보다 무려 7 표준편차나 높아서 이것이 사고일 확률은 1조 분의 1이라는 뜻이다.
"이 차원은 가장 중요한표준 모델의 근본적인 예측에서 벗어난다는 것은 과학자들이 지금까지 기록한 것보다 더 많습니다. 따라서 우리가 약한 핵력이나 그 힘을 경험하는 모든 입자를 아직 완전히 이해하지 못했다는 암시라고 생각합니다."라고 듀크 대학교의 Ashutosh Kotwal 교수가 말했습니다.
새로운 발견은 물리학에서 어떤 변화를 가져올까요?
이 발견의 결과는 아직 나오지 않았습니다.완전히 이해하는 것. 새로운 측정값에 맞게 표준 모델을 간단히 조정할 수 있습니다. 그러나 이 작품의 저자들은 자신들이 패러다임 전환의 시작과 이전에 알려지지 않았던 물리학의 출현을 목격했다고 믿습니다.
이 과정에서 첫 번째 중요한 단계는독립 확인. 이제 실험에 참여한 400명의 과학자들은 다음 단계를 이해하기 위해 다른 물리학자들과 함께 결과를 분석하고 있습니다. CERN의 Large Hadron Collider는 W-boson에 대한 데이터를 수집하고 있으며 새로운 실험에 사용할 수 있습니다.
"만약 우리가 새로운 전자-양전자를 만든다면collider, 그것은 또한 W-boson의 질량을 매우 정확하게 측정할 수 있을 것입니다. 또한 Large Hadron Collider와 더 작은 특수 실험을 통해 새로운 입자와 이들의 상호 작용을 고정밀도로 측정합니다. 새로운 물리학이 있다면 이번 실험에서 관찰이 가능할 것”이라고 코트월 교수는 설명했다.
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