Физики получили противоречивые данные о массе фундаментальной частицы W-бозона

17.02.2025 20:49:00 | iXBT.com

Физики из Университета Дьюка и ЦЕРНа получили противоречивые результаты при измерении массы W-бозона – одной из фундаментальных частиц Вселенной. Это расхождение может поставить под сомнение Стандартную модель физики элементарных частиц.

Профессор Ашутош Котвал (Ashutosh V. Kotwal) из Университета Дьюка почти 30 лет возглавляет международные усилия по определению массы W-бозона – частицы, отвечающей за слабое взаимодействие. Недавно группа Котвала, анализируя данные эксперимента CDF в Национальной ускорительной лаборатории им. Ферми, получила неожиданный результат. Масса W-бозона оказалась на 77 миллионов электронвольт больше, чем предсказывает теория, причём погрешность составила всего 0,01%. Это слишком большое расхождение, чтобы считать его случайным.

Однако последующее измерение, проведённое в ЦЕРНе на Большом адронном коллайдере, дало результат, полностью соответствующий теоретическим предсказаниям. Таким образом, аномалия, казалось бы, исчезла.

Туннель в «Фермилабе», где учёные запускали пучки протонов и антипротонов по кольцу ускорителя «Теватрон», пока они не столкнулись в центре 5000-тонного детектора CDF почти со скоростью света Источник: Fermilab

Котвал и его коллеги тщательно проверяют свою методику, чтобы понять причины расхождения. Измерение массы W-бозона – чрезвычайно сложная задача. Эта частица живёт меньше триллионной доли триллионной доли секунды, поэтому физикам приходится измерять её массу косвенно, изучая продукты распада.

В новом исследовании, опубликованном в Physical Review Research, Котвал проверил возможные источники ошибок в эксперименте CDF. Он исследовал влияние даже минимальных смещений в детекторе на результаты измерений. Оказалось, что все возможные смещения слишком малы, чтобы повлиять на точность измерений.

Котвал подчёркивает, что необходимо тщательно проверить методики обоих экспериментов, чтобы понять причины расхождения. Он призывает к полной прозрачности в исследованиях фундаментальных параметров природы и надеется, что другие эксперименты также проведут подобный анализ.

Учёный отмечает, что ещё рано делать окончательные выводы о необходимости пересмотра Стандартной модели: «Главная задача сейчас – разобраться, какие методы верны, а какие нет. Только так можно прийти к истине в науке».

Подробнее