Vedci z CERN-u merajú hmotnosť top kvarku s bezprecedentnou presnosťou

Výskumníci analyzovali údaje zozbierané kompaktným miónovým solenoidom (CMS) počas experimentov na

zrážky častíc vo Veľkom hadrónezrážač. Vedci merali vytvorené top kvarky pomocou piatich rôznych kinematických premenných citlivých na hmotnosť top kvarku namiesto troch použitých v predchádzajúcich štúdiách. Zahrnutie nových premenných zvýšilo presnosť meraní. Fyzici odhadli hmotnosť top kvarku na 171,77 ± 0,38 GeV, čo je chyba asi 0,22 %.

CERN poznamenáva, že pre meraniabola potrebná mimoriadne presná kalibrácia údajov CMS a hlboké pochopenie zostávajúcich experimentálnych a teoretických neistôt a ich vzájomných závislostí. Výskumníci podrobne rozpracovali neistoty spojené s presnosťou meraní vlastností častíc detektorom CMS a s teoretickými popismi vzniku top kvarkov.

Podpis dvoch kvarkov: 4 hadrónové jety (žlté kužele), jeden mión (červená čiara) a chýbajúca energia neutrín (ružová šípka). Obrázok: CMS, CERN

Výskumníci poznamenávajú, že presné znalosti o hmotnostiTop kvark je nevyhnutný pre pochopenie nášho sveta v mikromeradle. Čo najbližšie k hmotnosti tejto najťažšej elementárnej častice nám umožňuje otestovať vnútornú konzistenciu štandardného modelu. Napríklad vzhľadom na presné hmotnosti W bozónu a Higgsovho bozónu môže Štandardný model predpovedať hmotnosť top kvarku a hmotnosť W bozónu možno určiť pomocou hmotnosti top kvarku a hmotnosti Higgsov bozón.

Vedci tvrdia, že pochopenie stupňaStabilita nášho vesmíru závisí od presných hmotností Higgsovho bozónu a top kvarku. Súčasné merania ukazujú, že vesmír je veľmi blízko metastabilnému stavu. Ak je však hmotnosť top kvarku čo i len trochu iná, vesmír bude z dlhodobého hľadiska menej stabilný a môže sa stať, že zanikne pri udalosti podobnej Veľkému tresku.

Výskumníci dúfajú, že dosiahnu ešte lepšiu presnosť merania, keď sa nový prístup použije na údaje z experimentov v rokoch 2017 a 2018.

Titulný obrázok: CMS, CERN

Čítaj viac:

Po stáročia sa loví: čo vieme o planéte Vulcan vedľa Slnka

Astronómovia našli pri Zemi planétu: má veľmi zvláštnu obežnú dráhu

Vedci z Číny dokázali, že moderné posuny platní sú staré 2,5 miliardy rokov