가속기에서 W-boson의 질량 측정 정확도가 16% 증가했습니다.

물리학자들은 설치된 ATLAS 검출기로 2011년에 기록된 W 보손 샘플을 재분석했습니다.

CERN의 대형 강입자 충돌기(LHC)에서.반복 분석을 통해 측정 정확도가 16% 향상되었습니다. W 보존의 새로운 질량은 80,360MeV였으며 불확실성은 16MeV였습니다. 이 결과는 입자물리학의 표준모델을 기반으로 한 이론적 계산과 일치합니다.

2017년 ATLAS 실험팀은는 2011년 ATLAS에서 발견한 W 보존 샘플을 기반으로 W 보존 질량에 대한 최초의 측정값을 발표했습니다. W 보존의 질량은 19MeV의 오차를 포함해 80,370MeV로 밝혀졌습니다. 

결과의 정확도를 높이기 위해 물리학자들은1,400만 W-boson 후보 이벤트에 대한 데이터를 재분석했습니다. 그들은 고급 데이터 피팅 기술을 사용하여 질량을 결정하고 정제된 파톤 양성자 분포 함수를 사용했습니다. 그들은 구성 쿼크와 글루온 사이에서 양성자의 운동량 분포를 설명합니다. 또한 ATLAS는 특수한 LHC 양성자-양성자 주기를 사용하여 W-boson 생산 공정의 이론적 설명을 테스트했습니다.

전하를 띤 W-boson과 전기적으로중성 Z-boson은 약한 상호 작용의 캐리어입니다. 이것은 원자핵의 방사성 붕괴를 담당하고 별에 동력을 공급하는 핵융합 반응을 시작하는 기본적인 유형의 상호 작용 중 하나입니다. 이 입자는 1983년 CERN에서 발견되었으며 전자기력과 약력을 통합하는 전기약력 이론을 검증하는 데 도움이 되었습니다.

입자물리학의 표준모형에서W 보존의 질량은 전기약성 상호작용의 강도와 Z 보존, 톱 쿼크, 힉스 보존을 포함한 가장 무거운 기본 입자의 질량과 밀접한 관련이 있습니다. 이 이론에서 입자의 무게는 80,354MeV이고 오류는 7MeV입니다. 

예측에서 측정된 질량의 편차표준 모델은 새로운 물리적 현상, 새로운 입자 또는 상호 작용의 지표가 될 것입니다. 따라서 실험을 위해서는 정확한 질량 측정이 매우 중요합니다.

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표지 이미지: ATLAS 실험