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W 보손 질량의 가장 정확한 측정은 표준 모델에서 벗어남

10년 간의 분석과 여러 번의 검증 끝에 페르미 국립 가속기 연구소 (Fermilab)은 그들이 가장 정확한 질량 측정을 가지고 있다고 발표했습니다. W 보손, 네 가지 기본적인 물리적 상호 작용 중 하나의 전달자. 결과는 표준 모델이 개선되거나 확장되어야 함을 시사합니다.

우리는 네 가지 기본적인 물리적 상호작용을 알고 있습니다. 중력, 약점, 전자기 싶게 강력한 상호 작용. w-보손 약한 상호 작용의 매개체입니다. 의 데이터를 기반으로 충돌 감지기 Fermilab(CDF)에서 Fermilab의 과학자들은 0,01%의 정확도로 W 보존의 질량을 결정했습니다. 측정은 이전보다 XNUMX배 정확합니다. 일단 생성되면 과학자들은 새 값을 사용하여 표준 모델을 테스트했습니다.

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우리는 많은 수정과 추가 검사를 수행했습니다. 그렇게 함으로써 우리는 입자 탐지기 상호 작용에 대한 이론적, 실험적 이해의 발전뿐만 아니라 W 보손 다른 입자를 고려합니다. 마침내 모든 계산을 수행했을 때 표준 모델의 예측에서 벗어났음을 발견했습니다."라고 계산을 수행한 그룹을 이끌었던 듀크 대학의 Ashutosh V. Kotwal은 말합니다. 그는 400명의 과학자 중 한 명입니다. CDF 협력 협력.

새로운 측정은 이전 측정과 많은 면에서 일치합니다. 보손동의하지만 여러 면에서 그들과 다릅니다. 따라서 추가 조사가 필요합니다. 이것은 매우 흥미로운 결과이지만 완전히 설명하려면 다른 실험을 통해 확인해야 한다고 Fermilab 부국장 Joe Lykken이 말합니다.

약한 상호작용의 운반자인 W 보존은 무엇보다도 태양을 빛나게 하고 입자를 붕괴시키는 과정에 대한 책임이 있습니다. 과학에 매우 귀중한 Fermilab 테바트론 가속기 1985년에서 2011년 사이에 수집된 엄청난 양의 데이터가 있습니다. CDF 측정은 수년에 걸쳐 수행되었습니다. 이러한 측정 결과는 자세히 분석해야 하는 데이터에 숨겨져 있었습니다. 마침내 그것들을 얻었을 때 우리는 놀랐다고 Oxford 대학의 물리학자인 Chris Hays는 말합니다.

질량 W 보존은 양성자보다 약 80배 더 큽니다. 약 80.000 MeV/c2입니다. Fermilab의 과학자들은 이제 이 방법을 지정했습니다. 그들의 작업 덕분에 이제 80 ± 433 MeV/c9임을 알 수 있습니다. 이 결과는 의 연구를 기반으로 합니다. 4,2만 W 보손n Fermilab에서 수행.

지난 40년 동안 수많은 가속기 실험을 통해 W 보손 허용합니다. 이러한 측정은 지속적으로 개선되고 있는 매우 어렵고 복잡한 측정입니다. 우리의 작업은 수년 동안 지속되었습니다. 우리는 가장 정확한 측정을 했기 때문에 측정된 값과 예상 값 사이에 불일치가 있다는 결론을 내릴 수 있었습니다."라고 CDF 협력 대변인 Giogrio Chiarelli가 말했습니다.

질량의 가장 정확한 계산 W 보손 표준 모델 기반 - 탑 쿼크의 질량 측정에 기반한 모델 힉스 보존 - 80 357 ± 6 MeV/c2의 결과를 제공합니다. 따라서 이론적인 계산과 수행된 측정 간의 차이는 분명합니다. 이제 추가 실험의 저자와 이론 물리학자들은 그것들을 설명하려고 노력해야 합니다. 실험 결과와 이론적 계산 사이의 차이가 새로운 상호 작용의 존재로 인한 것이라면(이는 하나의 가능성일 뿐입니다) 향후 실험에서 이를 밝혀야 합니다.