Fizicienii au studiat rezultatele acceleratorului Tevatron timp de 10 ani și au ajuns la concluzia că experimentul
Ce sa întâmplat?
W-boso este particula fundamentală care poartă forța nucleară slabă. S-a dovedit a fi mult mai greu decât conform Modelului Standard al fizicii.
Diferența dintre datele teoretice și experimentale este de 0, 09%.Se pare că acest lucru este mic, dar o astfel de eroare este mult mai mare decât cea standard - 0, 01%.
Aceasta este o informație incredibil de importantă pentru toți fizicienii.lumea, spune Florencia Canelli, fizician la Universitatea din Zurich. Dacă datele obținute sunt confirmate în alte experimente, atunci se va dovedi prima discrepanță serioasă cu modelul standard al fizicii - aceasta este o teorie care descrie toate particulele care alcătuiesc materia și toate interacțiunile fundamentale, cu excepția gravitației.
Da, modelul standard nu funcționează pentru toată lumeaproceselor. Prin urmare, dacă apare cel puțin o inconsecvență gravă, atunci modelul va trebui schimbat. Dar există fizicieni care sunt precauți cu privire la rezultatele experimentului.
Generarea unei măsurători a masei bosonului W pe baza datelor experimentale este un proces foarte complex, aș interpreta cu atenție discrepanța existentă cu modelul standard, spuneMatthias Schott, fizician la Universitatea Johannes Gutenberg, consideră că fizicienii ar trebui să înțeleagă cât mai exact posibil de ce au apărut astfel de discrepanțe.
Ce știm despre bosonul W?
Particula a fost descoperită în 1983. Experimentele de la acea vreme au calculat că bosonul W cântărea 85 de protoni. Eroarea acestei valori a fost de 5% sau mai mult, deoarece a fost dificil de calculat masa.
Bosonul Z și bosonul W sunt implicați în majoritateareacții nucleare, în special, în fuziunea termonucleară, care are loc pe Soare. Bosonii W și Z poartă forța nucleară slabă, una dintre cele patru forțe fundamentale ale naturii. Bosonul W este studiat în colisionare, unde particulele sunt produse și apoi împinse împreună la energie mare. Particulele pot fi fixate în timpul dezintegrarii lor într-o subspecie de electroni sau în muoni și neutrini. Neutrinul dispare fără urmă, dar electronul și muonul pot fi urmăriți.
În timpul procesului de dezintegrare, cea mai mare parte a masei originale a bosonului W este transformată în energia particulelor noi.Dacă fizicienii pot măsura această energie, precum și să determine cumDar dacă neutrinii nu pot fi urmăriți, este imposibil să spunem exact cât de mult din energia unui electron sau miuon se datorează masei și cât se datorează impulsului.
Ce au făcut autorii noii lucrări?
Într-un articol publicat în revista Science,Cercetătorii raportează aproape un deceniu de analiză a datelor colectate folosind acceleratorul de particule Tevatron. Aceste măsurători, potrivit autorilor, sunt mai precise decât toate celelalte combinate. Autorii au calculat că masa bosonului W este de aproximativ 157 de mii de ori mai mare decât masa electronului. Datorită noii măsurători, poate fi testată relevanța Modelului Standard al fizicii.
Ce este noua fizică?
Acesta este numele dat regularităților fizice care depășesc domeniul de aplicare al Modelului Standard.Iar noua lucrare nu este primul indiciu al unei astfel de fizici.O situație similară a avut loc cu un experiment din 2021 cu muon-g2.Dar precizia acestei lucrări a fost semnificativ mai mică decât noile rezultate.
Masa bosonului W a fost mai mare decât se aștepta cu până la șapte abateri standard, ceea ce înseamnă că probabilitatea ca acesta să fie un accident este de aproximativ unu la un trilion.
„Această dimensiune este cea mai semnificativăabaterea de la predicția fundamentală a modelului standard, este mai mult decât au înregistrat vreodată oamenii de știință. Deci cred că este un indiciu că încă nu înțelegem pe deplin forța nucleară slabă sau toate particulele care experimentează această forță”, a spus Ashutosh Kotwal, profesor la Universitatea Duke.
Ce va schimba noua descoperire în fizică?
Implicațiile acestei descoperiri nu au fost încă pe deplin înțelese. S-ar putea ajusta pur și simplu modelul standard pentru a se potrivi noilor dimensiuni.Dar autorii lucrării cred că asistă la începutul unei schimbări de paradigmă și la apariția fizicii necunoscute anterior.
Primul pas important de-a lungul drumului este de a ajungeconfirmare independentă. Acum, cei 400 de oameni de știință care au lucrat la experiment se reunesc cu alți fizicieni pentru a analiza rezultatul pentru a înțelege unde să meargă în continuare. Large Hadron Collider de la CERN colectează date despre bosonul W și ar putea fi folosit pentru noi experimente.
„Dacă construim un nou electron-pozitronciocnizor, va putea, de asemenea, să măsoare foarte precis masa bosonului W. În plus, Large Hadron Collider și experimente mai mici specializate măsoară particule noi și interacțiunile lor cu mare precizie. Dacă există o nouă fizică, atunci va fi posibil să o observăm în aceste experimente”, a explicat profesorul Kotwal.
Citeste mai mult:
După zece ani de muncă, oamenii de știință au pus sub semnul întrebării modelul standard al fizicii
Există o altă „planetă” în interiorul Pământului: cum a salvat viața în curs de dezvoltare
Celulele vechi au fost reprogramate și au devenit cu 30 de ani mai tinere: cum funcționează