Рубрика: Физика
Стандардниот модел на тест – чудни W бозони
Автор: Невенка Стојановска
Објавено на 08.04.2022 - 12:30

Зградата на Фермилаб

По една деценија работа, тим од повеќе од 400 научници испорача неверојатно прецизно мерење на субатомската честичка W бозон. На општо изненадување, мерењето не ги даде баш резултатите што истражувачите ги очекуваа, кои го ставаат “во колизија“ со Стандардниот модел на физика на честички.

Стандардниот модел е (во моментов) нашиот најдобар начин за да ги објасниме работите помали од атомите. Субатомските честички опишани со Стандардниот модел, како Хигсовиот бозон, протоните и неутринате, ги претставуваат основните градбени блокови на сè во природата.

Местото на W бозонот во стандардниот модел. Тој е одговорен за нуклеарните процеси што овозможуваат Сонцето да свети и честичките да се распаѓаат.

Новото мерење, објаснето во научниот труд во Science, се однесува на една од овие субатомски честички: W бозонот. Бозонот W, заедно со една друга честичка наречена Z бозон, посредува во т.н. слаба сила – една од четирите основни сили на природата.

Истражувачите разгледаа интеракција на вкупно 4,2 милиони W бозони за да ја откријат неговата маса. Сите овие набљудувања се направени со акцелераторот на честички Теватрон во Националната акцелераторска лабораторија Ферми (Фермилаб), САД.

Резултатот – „нашето најопсежно мерење досега“, според Џорџо Кјарели, портпарол на проектот и истражувачки директор при Италијанскиот национален институт за нуклеарна физика – „е значително повисок од она што го предвидува Стандардниот модел“.

Мерењата беа направени во Фермилаб во текот на речиси цела една деценија – во периодот од 2002 до 2011 година. Конечниот број за масата на W бозонот е 80 433,5 MeV/c2 – плус или минус 9,4. Тоа се преведува на приближно 1,4 × 10-31 килограми; со вакви бројки, не изненадува тоа што за да го опишат физичарите се служат со мега-електронволти по брзина на светлината на квадрат (MeV/c2).

Масата на W бозонот е околу 80 пати поголема од масата на протонот. Вредноста на CDF има прецизност од 0,01% и е во согласност со многу мерења на масата на W бозон – но не и со Стандардниот модел (СМ). Слика: CDF collaboration

Иако честичката е мала, овој број сепак е многу поголем од очекуваната вредност (80 357 ± 6 MeV/c2). Иако ова може да биде лоша вест за Стандардниот модел, истражувачите сакаат да истакнат дека нивните резултати треба да се повторат и од други истражувачи со други експерименти, пред да бидат сигурни.

Сега зависи од научната заедница со теоретската физика и другите експерименти да го следат ова и да ја расветлат оваа мистерија. Ако разликата помеѓу експерименталната и очекуваната вредност се должи на некој вид на нова честичка или субатомска интеракција, што е една од можностите, има добри шанси тоа да е нешто што би можело да се открие во идните експерименти.

Клучни зборови:
Зградата на Фермилаб

Зградата на Фермилаб

Местото на W бозонот во стандардниот модел.

Местото на W бозонот во стандардниот модел. Тој е одговорен за нуклеарните процеси што овозможуваат Сонцето да свети и честичките да се распаѓаат. Фото: Фермилаб

Масата на W бозонот е околу 80 пати поголема од масата на протонот.

Масата на W бозонот е околу 80 пати поголема од масата на протонот. Вредноста на CDF има прецизност од 0,01% и е во согласност со многу мерења на масата на W бозон – но не и со Стандардниот модел (СМ). Слика: CDF collaboration