Ta cząstka elementarna wzbudzała wielkie zainteresowanie naukowców już od dawna, a kwestia jej masy pozostawała niewiadomą przez dziesiątki lat. Przeprowadzony niedawno eksperyment CMS (Compact Muon Solenoid) dostarczył najnowszych pomiarów. Ich wyniki potwierdziły zgodność z założeniami modelu standardowego, co jest bardzo istotnym osiągnięciem w kontekście poznawania tajemnic wszechświata.
Czytaj też: Fizycy stworzyli jednowymiarowy gaz. To, jak tego dokonali jest nawet bardziej niesamowite
Publikacja opisująca działania naukowców jest dostępna pod tym adresem. Rekordowo szczegółowy pomiar został przeprowadzony przez naukowców związanych z Fermilab. Dwa lata wcześniej zasugerowali oni występowanie potencjalnej niezgodności między masą bozonu W, a założeniami modelu standardowego. Trzeba jednak było dokładniejszych analiz, aby potwierdzić bądź podważyć tego typu doniesienia.
Bozon W jest jedną z cząstek elementarnych, co oznacza, że stanowi podstawowy budulec pozbawiony wewnętrznej struktury. Dzięki Wielkiemu Zderzaczowi Hadronów fizycy są w stanie organizować kontrolowane kolizje mogące prowadzić do powstawania takich cząstek. Ich śledzenie czasami dostarcza nieznanych wcześniej informacji na ich temat.
Wielki Zderzacz Hadronów odegrał kluczową rolę w eksperymentach mających na celu określenie masy cząstki elementarnej znanej jako bozon W
W odniesieniu do nowych ustaleń najważniejszy pozostaje fakt, iż masa bozonu W nie odbiega od założeń wynikających z modelu standardowego. Odkryta w 1983 roku cząstka elementarna co najmniej dziesięć razy stanowiła od tamtej pory główny obiekt eksperymentów mających na celu określenie jej masy. W ramach nowych ekspertyz członkowie zespołu badawczego wzięli pod uwagę 300 milionów zdarzeń wygenerowanych w Wielkim Zderzaczu Hadronów w 2016 roku.
Dołożyli do tego 4 miliardy zdarzeń uzyskanych dzięki zaawansowanym modelom. Takie symulacje – w połączeniu z praktycznymi działaniami – umożliwiły pomiary masy ponad 100 milionów bozonów W. To ogromna wartość, dzięki której fizycy byli w stanie uzyskać miarodajne wyniki. Jak wyjaśniają sami zainteresowani, ustalona przez nich masa to 80 360,2 ± 9,9 megaelektronowoltów. Dla porównania, rezultat zaproponowany na bazie modelu standardowego to 80 357 ± 6 megaelektronowoltów.
Czytaj też: Odkrycie boskiej cząstki było rewolucją w fizyce. Teraz naukowcy mówią, że to nie koniec
Rozbieżność jest więc znikoma, a efekt końcowy – iście wspaniały. Bozon W jest istotny dla funkcjonowania wszechświata choćby ze względu na fakt, iż bierze udział w oddziaływaniach słabych. Łącznie wyróżnia się cztery oddziaływania podstawowe: poza słabymi są to oddziaływanie grawitacyjne, silne i elektromagnetyczne. Wielki Zderzacz Hadronów odgrywa kluczową rolę w poznawaniu sekretów cząstek elementarnych oraz oddziaływań, z którymi są one powiązane. I nie wydaje się, by ta niesamowita placówka zakończyła na tym swój udział w zgłębianiu tajemnic wszechświata.
