Po trzech latach przerwy, Wielki Zderzacz Hadronów (LHC) znowu zostanie uruchomiony. Nie oznacza to jednak, że naukowcy nie dokonują postępów na podstawie wcześniejszych cykli (tzw. Run-ów) pracy akceleratora. Tak jest w opisywanym przypadku.
Zespół obsługujący detektor CMS wchodzący w skład LHC dokonał najdokładniejszego jak dotąd pomiaru masy kwarka górnego, najcięższej znanej cząstki elementarnej. Została ona oszacowana z dokładnością do ok. 0,22%.
Czytaj też: Jak zbudowane są jądra atomowe? Eksperyment Marathon rzuca nowe światło na kwarki
Dokładna znajomość masy kwarka górnego ma duże znaczenie dla zrozumienia naszego świata w najmniejszej skali. Znając tę wartość, można zweryfikować poprawność założeń Modelu Standardowego, który opisuje świat przyrody w skali mikro. Od jakiegoś czasu pojawiają się sugestie, że Model Standardowy jest niedokładny i “coś” nam umyka. Masa kwarka górnego pomoże to sprawdzić.
Znając masy bozonu W i bozonu Higgsa, możemy przewidzieć masę kwarka górnego. Analogicznie, znając masę kwarka górnego i bozonu Higgsa, można przewidzieć masę bozonu W. Do tej pory jednak ustalenie masy kwarka górnego było ciężkie.
W raporcie CMS czytamy:
Aby dokonać najnowszego pomiaru masy kwarku górnego, wykorzystując dane ze zderzeń proton-proton LHC zebrane przez detektor CMS w 2016 r., zespół CMS zmierzył pięć różnych właściwości zderzeń, w których powstaje para kwarków górnych, zamiast maksymalnie trzech właściwości, które były mierzone w poprzednich analizach. Własności te zależą od masy kwarku górnego.
Fizycy zastosowali nowe nowe algorytmy i uzyskali wynik masy kwarka górnego wynoszący 171,77±0,38 GeV, który jest zgodny z przewidywaniami Modelu Standardowego.
Można się spodziewać, że nowy cykl pracy LHC pozwoli na uzyskanie jeszcze dokładniejszych danych. Co więcej, jeszcze nie wszystkie dane z pomiarów z 2017 i 2018 r. zostały przeanalizowane. Czekamy na następne przełomowe odkrycia.