19:11 2024-04-10
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ ATLAS oferă prima măsurare a lățimii bosonului W la LHC
_ ATLAS oferă prima măsurătoare a lățimii bosonului W la LHC
Descoperirea bosonului Higgs în 2012 a fost plasată în ultima piesă lipsă a puzzle-ului modelului standard. Cu toate acestea, a lăsat întrebări persistente. Ce se află dincolo de acest cadru? Unde sunt noile fenomene care ar rezolva misterele rămase ale universului, cum ar fi natura materiei întunecate și originea asimetriei materie-antimaterie?
Un parametru care poate conține indicii despre noile fenomene fizice este „lățimea”. " al bosonului W, purtătorul încărcat electric al forței slabe. Lățimea unei particule este direct legată de durata sa de viață și descrie modul în care se dezintegra la alte particule. Dacă bosonul W se descompune în moduri neașteptate, cum ar fi în particule noi care urmează să fie descoperite, acestea vor influența lățimea măsurată.
Deoarece modelul standard prezice cu precizie valoarea sa pe baza puterii forța slabă încărcată și masa bosonului W (împreună cu efecte cuantice mai mici), orice abatere semnificativă de la predicție ar indica prezența unor fenomene nesocotite.
Într-un nou studiu publicat pe serverul de preprint arXiv, colaborarea ATLAS a măsurat pentru prima dată lățimea bosonului W la Large Hadron Collider (LHC). Lățimea bosonului W a fost măsurată anterior la colizionatorul mare electron-pozitron (LEP) al CERN și la colizorul Tevatron al Fermilab, dând o valoare medie de 2085 ± 42 milioane de electronvolți (MeV), în concordanță cu predicția modelului standard de 2088 ± 1 MeV. .
Folosind datele de coliziune proton-proton la o energie de 7 TeV colectate în timpul Run 1 a LHC, ATLAS a măsurat lățimea bosonului W ca 2202 ± 47 MeV. Aceasta este cea mai precisă măsurare realizată până în prezent printr-un singur experiment și, deși este puțin mai mare, este în concordanță cu predicția modelului standard până la 2,5 abateri standard (vezi figura de mai jos).
Acest lucru remarcabil. rezultatul a fost obținut prin efectuarea unei analize detaliate a particulelor-impuls a dezintegrarilor bosonului W într-un electron sau un muon și neutrinul corespunzător acestora, care nu este detectat, dar lasă o semnătură a lipsei de energie în evenimentul de coliziune (vezi imaginea de mai sus). Acest lucru le-a cerut fizicienilor să calibreze cu precizie răspunsul detectorului ATLAS la aceste particule în termeni de eficiență, energie și impuls, ținând cont de contribuțiile proceselor de fundal.
Cu toate acestea, obținerea unei asemenea precizii ridicate necesită, de asemenea, confluența mai multor rezultate de înaltă precizie. De exemplu, o înțelegere exactă a producției de bozon W în ciocnirile proton-proton a fost esențială, iar cercetătorii s-au bazat pe o combinație de predicții teoretice validate prin diferite măsurători ale proprietăților bosonilor W și Z.
De asemenea, crucial pentru acest lucru. măsurarea este cunoașterea structurii interioare a protonului, care este descrisă în funcțiile de distribuție a partonilor. Fizicienii ATLAS au încorporat și testat funcții de distribuție a partonilor derivate de grupurile globale de cercetare din datele de potrivire dintr-o gamă largă de experimente de fizică a particulelor.
Colaborarea ATLAS a măsurat lățimea bozonului W simultan cu masa bozonului W folosind o metodă statistică care a permis ca o parte din parametrii care cuantifică incertitudinile să fie constrânși direct din datele măsurate, îmbunătățind astfel precizia măsurării.
Măsurarea actualizată a masei bosonului W este de 80367 ± 16 MeV, ceea ce îmbunătățește și înlocuiește măsurarea anterioară ATLAS folosind același set de date. Valorile măsurate atât ale masei, cât și ale lățimii sunt în concordanță cu predicțiile modelului standard.
Măsurătorile viitoare ale lățimii și masei bosonului W folosind seturi de date ATLAS mai mari sunt de așteptat să reducă incertitudinile statistice și experimentale. În același timp, progresele în predicțiile teoretice și o înțelegere mai rafinată a funcțiilor de distribuție a partonilor vor ajuta la reducerea incertitudinilor teoretice. Pe măsură ce măsurătorile lor devin din ce în ce mai precise, fizicienii vor putea să efectueze teste și mai stricte ale modelului standard și să probeze noi particule și forțe.
Comentarii:
Adauga Comentariu