Масштабное исследование массы W-бозона проведено международной группой ученых, включающей физиков коллаборации CMS на Большом адронном коллайдере и специалистов из Национальной исследовательской лаборатории имени Ферми. Информация об этом важном эксперименте была опубликована на портале Phys.org.
Ученые сосредоточили свое внимание на W-бозоне - частице, играющей ключевую роль в слабом взаимодействии. Эта элементарная частица является одним из фундаментальных компонентов электрослабого взаимодействия, и ее точные характеристики крайне важны для понимания процессов, происходящих на субатомном уровне.
В ходе эксперимента физики провели тщательное измерение массы W-бозона. Полученное значение составило 80 360,2 ± 9,9 мегаэлектронвольт (МэВ). Этот результат хорошо согласуется с теоретическими предсказаниями Стандартной модели, которая предполагает массу W-бозона равную 80 357 ± 6 МэВ.
Для достижения такой высокой точности измерений исследователи применили инновационный подход к анализу данных. Они обработали колоссальный объем информации: более 300 миллионов реальных событий с участием W-бозонов и 4 миллиарда смоделированных событий. Это позволило реконструировать и измерить массу свыше 100 миллионов W-бозонов.
Команда экспериментаторов отказалась от традиционных методов калибровки, основанных на данных о Z-бозоне. Этот шаг помог минимизировать ошибки, возникающие при экстраполяции данных от Z- к W-бозонам, и достичь максимально возможной точности результатов. Новый метод анализа также позволил существенно снизить неопределенности, связанные с предыдущими экспериментами в этой области.
Высокоточное измерение массы W-бозона имеет огромное значение для физики элементарных частиц. Оно позволяет уточнить роль этой частицы в рамках Стандартной модели и открывает новые возможности для поиска отклонений, которые могут указывать на существование неизвестных частиц или физических взаимодействий.
Достижение такой точности стало возможным благодаря использованию усовершенствованных детекторов CMS (компактного мюонного соленоида), установленных на Большом адронном коллайдере. Эти передовые технологии позволяют регистрировать и анализировать субатомные события с беспрецедентной детализацией.
