Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Máy gia tốc quốc gia của Bộ Năng lượng Fermi đã đạt được phép đo chính xác nhất thế giới về khối lượng của boson W bằng một thí nghiệm duy nhất. Kết hợp với các phép đo khác, sự hiểu biết chặt chẽ hơn về khối lượng boson W cũng sẽ dẫn các nhà nghiên cứu đến gần hơn với khối lượng của hạt boson Higgs khó nắm bắt.
Hạt Higgs là một hạt lý thuyết nhưng chưa được phát hiện, còn được gọi là hạt Thần Thần, được cho là mang lại cho các hạt khác khối lượng của chúng. Boson W, nặng hơn khoảng 85 lần so với proton, cho phép phân rã beta phóng xạ và làm cho mặt trời tỏa sáng.
Hôm nay, thông báo đánh dấu phát hiện lớn thứ hai trong một tuần cho sự hợp tác DZero quốc tế tại Fermilab. Đầu tuần này, nhóm đã công bố sản xuất một loại quark hàng đầu duy nhất tại máy va chạm Fermilab khuyết Tevatron.
DZero là một thí nghiệm quốc tế của khoảng 550 nhà vật lý từ 90 tổ chức ở 18 quốc gia. Nó được hỗ trợ bởi Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, Quỹ Khoa học Quốc gia và một số cơ quan tài trợ quốc tế. Trong năm ngoái, sự hợp tác đã xuất bản 46 bài báo khoa học dựa trên các phép đo được thực hiện với máy dò hạt DZero.
Boson W là chất mang lực hạt nhân yếu và là yếu tố chính của Mô hình chuẩn của các hạt và lực cơ bản, cũng dự đoán boson Higgs. Khối lượng chính xác của nó rất quan trọng cho các tính toán để ước tính khối lượng có khả năng của boson Higgs bằng cách nghiên cứu các hiệu ứng lượng tử tinh tế của nó trên boson W và quark đỉnh, một hạt cơ bản được phát hiện tại Fermilab vào năm 1995.
Các nhà khoa học làm việc trên thí nghiệm DZero hiện đã đo khối lượng của boson W với độ chính xác 0,05%. Khối lượng chính xác của hạt được đo bằng DZero là 80.401 +/- 0,044 GeV / c ^ 2. Sự hợp tác đã trình bày kết quả của nó tại hội nghị thường niên về Tương tác điện và các lý thuyết thống nhất được gọi là Rencontres de Moriond vào Chủ nhật.
Nhà đo lường đẹp này minh họa sức mạnh của Tevatron như một công cụ chính xác và có nghĩa là bài kiểm tra căng thẳng mà chúng tôi đã đặt hàng cho Mô hình Chuẩn trở nên căng thẳng và tiết lộ hơn, Chris Quigg, nhà lý thuyết Fermilab cho biết.
Nhóm DZero đã xác định khối lượng W bằng cách đo sự phân rã của boson W đối với các electron và neutrino electron. Thực hiện phép đo yêu cầu hiệu chỉnh máy dò hạt DZero với độ chính xác khoảng ba phần trăm của một phần trăm, một nhiệm vụ khó khăn đòi hỏi nhiều năm nỗ lực của một nhóm các nhà khoa học bao gồm cả sinh viên.
Kể từ khi được phát hiện tại phòng thí nghiệm châu Âu Cern năm 1983, nhiều thí nghiệm tại Fermilab và CERN đã đo được khối lượng của boson W với độ chính xác tăng dần. Bây giờ DZero đã đạt được độ chính xác tốt nhất bằng cách phân tích tỉ mỉ một mẫu dữ liệu lớn được cung cấp bởi máy va chạm hạt Tevatron tại Fermilab. Tính nhất quán của kết quả DZero với kết quả trước đó nói lên tính hợp lệ của các kỹ thuật hiệu chuẩn và phân tích khác nhau được sử dụng.
Đây là một trong những phép đo chính xác thách thức nhất tại Tevatron, người phát ngôn của DZero, Dmitri Denisov, của Fermilab, nói. Phải mất nhiều năm nỗ lực từ sự hợp tác của chúng tôi để xây dựng máy dò 5.500 tấn, thu thập và tái tạo dữ liệu và sau đó thực hiện phân tích phức tạp để cải thiện kiến thức của chúng tôi về Thông số cơ bản này của Mô hình Chuẩn.
Nguồn: Fermilab
