Группе исследователей под названием DZero, в которую входят 550 ученых из 18 стран мира, удалось получить самое точное на сегодняшний день значение массы W-бозона в рамках одного эксперимента. Опыт был выполнен на ускорителе Тэватрон. Сообщение о научном результате появилось в пресс-релизе лаборатории Ферми, которая курирует работу ускорителя. Новые данные помогут уточнить возможную массу еще не открытого бозона Хиггса.
W-бозоны в физике элементарных частиц являются переносчиками так называемого слабого взаимодействия, которое ответственно, например, за радиоактивный распад ядер некоторых элементов. Масса данного бозона является важным параметром, знание которого необходимо для теоретических предсказаний характеристик еще не открытых частиц.
В рамках эксперимента физики изучали время распада W-бозона, образовавшегося в результате столкновения других элементарных частиц в ускорителе, на электрон и электронное нейтрино. Эти данные позволили физикам установить, что масса бозона составляет примерно 80,401 ГэВ/c2. Последнее означает, что при переходе всей массы W-бозона в энергию по эйнштейновской формуле E=mc2 выделится 80,401 гигаэлектронвольта энергии.
Ошибка нового измерения составила менее 0,05 процента, что является рекордом для измерения массы W-бозона в рамках одного эксперимента. Для достижения необходимой точности исследователи в течение нескольких лет занимались калибровкой детекторов Тэватрона.
Новые данные позволяют уточнить ограничения, накладываемые теорией на значение массы бозона Хиггса. Поиск этой частицы, которая в рамках Стандартной модели ответственна за наличие массы у некоторых своих собратьев, является одной из основных задач Большого адронного коллайдера (БАК).
Кольцевой ускоритель-коллайдер Тэватрон, построенный в 1983 году, расположен в Национальной ускорительной лаборатории Энрико Ферми в штате Иллинойс. После поломки БАК он является самым крупным работающим ускорителем элементарных частиц. Длина кольца ускорителя составляет примерно 6,3 километра. Аналогичный показатель для БАК составляет 27 километров.