CERN zinātnieki mēra augšējo kvarku masu ar nepieredzētu precizitāti

Pētnieki analizēja kompaktā muona solenoīda (CMS) savāktos datus eksperimentu laikā

daļiņu sadursmes pie Lielā hadronasadursme. Zinātnieki izmērīja izveidotos augšējos kvarkus, izmantojot piecus dažādus kinemātiskos mainīgos, kas ir jutīgi pret augšējā kvarka masu, nevis trīs, kas tika izmantoti iepriekšējos pētījumos. Jaunu mainīgo lielumu iekļaušana palielināja mērījumu precizitāti. Fiziķi lēš, ka augšējā kvarka masa ir 171,77 ± 0,38 GeV, kļūda ir aptuveni 0,22%.

CERN atzīmē, ka mērījumiemBija nepieciešama ārkārtīgi precīza CMS datu kalibrēšana un dziļa izpratne par atlikušajām eksperimentālajām un teorētiskajām nenoteiktībām un to savstarpējām atkarībām. Pētnieki ir sīki izstrādājuši nenoteiktības, kas saistītas ar daļiņu īpašību mērījumu precizitāti ar CMS detektoru un ar teorētiskajiem augšējo kvarku veidošanās aprakstiem.

Divu kvarku paraksts: 4 hadronu strūklas (dzelteni konusi), viens mūons (sarkanā līnija) un trūkstošā neitrīno enerģija (rozā bultiņa). Attēls: CMS, CERN

Pētnieki atzīmē, ka precīzas zināšanas par masuAugšējais kvarks ir būtisks, lai izprastu mūsu pasauli mikromērogā. Piekļūstot pēc iespējas tuvāk šīs smagākās elementārdaļiņas masai, mēs varam pārbaudīt standarta modeļa iekšējo konsekvenci. Piemēram, ņemot vērā precīzas W bozona un Higsa bozona masas, standarta modelis var paredzēt augšējā kvarka masu, un W bozona masu var noteikt, izmantojot augšējā kvarka masu un kvarka masu. Higsa bozons.

Zinātnieki saka, ka izprotot grāduMūsu Visuma stabilitāte ir atkarīga no precīzām Higsa bozona un augšējā kvarka masām. Pašreizējie mērījumi liecina, ka Visums ir ļoti tuvu metastabilam stāvoklim. Bet, ja augšējā kvarka masa kaut nedaudz atšķiras, Visums ilgtermiņā būs mazāk stabils un, iespējams, izzudīs Lielajam sprādzienam līdzīgā notikumā.

Pētnieki cer sasniegt vēl lielāku mērījumu precizitāti, ja jaunā pieeja tiks piemērota datiem, kas savākti eksperimentu laikā 2017. un 2018. gadā.

Vāka attēls: CMS, CERN

Lasīt vairāk:

Tas ir medīts gadsimtiem ilgi: ko mēs zinām par planētu Vulkāns blakus Saulei

Astronomi ir atraduši planētu netālu no Zemes: tai ir ļoti dīvaina orbīta

Zinātnieki no Ķīnas ir pierādījuši, ka mūsdienu plākšņu nobīdes ir 2,5 miljardu gadu senas