W-бозон под микроскопом ATLAS: первое измерение ширины на LHC

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Открытие бозона Хиггса в 2012 году стало настоящим триумфом современной физики. Эта неуловимая частица, словно последний кусочек пазла, завершила Стандартную модель — теорию, описывающую фундаментальные строительные блоки Вселенной и силы, управляющие ими. Но, как это часто бывает в науке, каждая разгаданная тайна порождает новые вопросы. Стандартная модель, несмотря на свою элегантность и точность, не объясняет множество наблюдаемых явлений. Темная материя, асимметрия материи и антиматерии, гравитация — все это остается за пределами ее досягаемости.

Автор: Designer

Физики, неутомимые искатели истины, не опускают руки. Они продолжают исследовать микромир, пытаясь обнаружить следы новой физики, которая расширит наши представления о Вселенной. В их арсенале — мощнейшие инструменты, такие как Большой адронный коллайдер (LHC), и изощренные методы анализа данных. Одним из объектов пристального внимания стал W-бозон — частица, ответственная за слабое взаимодействие, играющее ключевую роль в радиоактивном распаде.

W-бозон — это своего рода «вестник слабости», переносящий эту фундаментальную силу между другими частицами. Его «ширина», характеризующая время жизни и способы распада, может скрывать подсказки о существовании новых, пока не открытых частиц и взаимодействий. Стандартная модель предсказывает значение ширины W-бозона с высокой точностью. Любое отклонение от этого предсказания станет сигналом того, что за кулисами Стандартной модели разыгрывается новая, неведомая нам физическая драма.

Недавно коллаборация ATLAS, работающая на LHC, провела самое точное на сегодняшний день измерение ширины W-бозона. Результат оказался немного больше, чем предсказывает Стандартная модель, но все еще находится в пределах допустимых погрешностей. Это как найти незначительное расхождение в сложном узоре — оно может быть случайностью, а может быть и ключом к разгадке.

Чтобы добиться такой высокой точности, физикам пришлось провести титаническую работу. Они проанализировали миллионы столкновений протонов, отследили траектории и энергии рождающихся частиц, учли влияние фоновых процессов и даже заглянули внутрь самого протона, изучив его внутреннюю структуру.

Это измерение ширины W-бозона — лишь один маленький шаг на длинном пути познания Вселенной. Впереди еще много работы: новые эксперименты, более точные измерения, развитие теоретических моделей. Но каждый такой шаг приближает нас к разгадке величайших тайн природы, к пониманию того, из чего состоит наш мир и какие силы им управляют. Физики продолжают искать, задавать вопросы и бросать вызов устоявшимся представлениям, ведь за пределами Стандартной модели скрывается необъятный океан неизведанного, полный удивительных открытий.

1 комментарий

a
В статье написано следующее: mW=80366.5±9.8(stat.)±12.5(syst.) MeV = 80366.5±15.9 MeV, and the width is measured as ΓW=2202±32(stat.)±34(syst.) MeV = 2202±47 MeV.
В справочнике элементарных частиц приведено значение ширины 2.196 ± 0.083GeV по результатам LEP2, который строился специально для исследования W-бозонов вблизи резонанса. И никто не говорил, что измерения находятся вне предсказаний стандартной модели. Эксперимент ФЕРМИЛАБа дал меньшее значение для ширины распада.
Честно говоря, я не вижу разницы между значениями LHC 2202±47 MeV и LEP2 2.196 ± 0.083GeV. Надо спрашивать американцев с теватрона, что именно они там намерили почему у них ширина оказалась заметно меньше, чем у европейцев.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Как небольшой Тайвань стал мировым центром производства чипов

Компания может разработать процессор, годами продавать его под своим именем и при этом не иметь ни одного завода, способного его изготовить. За производством она обратится к специализированной...

✦ ИИ  Зачем в мороженое добавляют воздух

В шарике мороженого воздуха может быть примерно половина объёма — его вводят туда специально. Пузырьки участвуют в создании привычной лёгкой текстуры, поэтому их присутствие само по себе...

Покадровая съемка электронов впервые показала, как свет вызывает квантовые переходы в графене

Скорость работы современной компьютерной техники уперлась в фундаментальное физическое ограничение. Тактовая частота серийных кремниевых процессоров уже два десятилетия держится на уровне...

Ученые вырастили организм, от которого произошла вся сложная жизнь. Внутри него не оказалось органов

Все живые существа на Земле делятся на две принципиально разные группы.К первой относятся бактерии и археи. Их клетки устроены относительно просто: внутри нет изолированных отсеков, а генетический...

Где в мозге находится сознание и почему ученые десятилетиями искали его не там

В каждую секунду глаза передают в мозг огромный объем зрительной информации, но человек осознает лишь малую ее часть. Остальные сигналы обрабатываются без участия сознания. Чтобы понять, чем...

На Галапагосах уничтожили более 140 тысяч одичавших коз — что произошло с островами после их исчезновения

На Галапагосах трудно представить более странного врага гигантской черепахи, чем обычная домашняя коза. Она не охотится на черепах и не разоряет их кладки. Но несколько поколений одичавших животных...