Высокоточные измерения массы W-бозона

17.02.2018

Ученые, работающие в рамках эксперимента ATLAS на Большом Адронном Коллайдере, произвели первые в истории высокоточные измерения массы-энергии W-бозона. Этот бозон является одной из двух элементарных частиц, отвечающих за силы слабых ядерных взаимодействий, одного из четырех видов фундаментальных сил, которые определяют поведение и свойства всей материи в нашей Вселенной. Полученное учеными значение массы W-бозона составляет 80370+-19 МэВ (мегаэлектронвольт), что полностью укладывается в рамки Стандартной Модели Физики элементарных частиц, теории, которая описывает все известные элементарные частицы и виды взаимодействия между ними.

Измерение массы W-бозона основано на наборе данных, в котором фигурирует около 14 миллионов таких частиц, собранных в 2011 году, когда коллайдер еще работал на энергии 7 ТэВ. Полученное значение соответствует данным предыдущих измерений, выполненных на ускорителях LEP ("предке" БАК) и Tevatron. Ключевым моментом для проведения измерений являлась высокоточная калибровка датчиков эксперимента ATLAS и подробное моделирование процесса возникновения W-бозона. А собственно измерения производились на основе данных о событиях, связанных с Z-бозонами, и результатов других косвенных измерений.

W-бозон является одной из самых тяжелых из известных частиц. Он был открыт в 1983 году на ускорителе Super proton-antiproton Synchrotron Европейской организации ядерных исследований CERN, а в 1984 году за это открытие была присуждена Нобелевская премия в области физики. Несмотря на то, что свойства W-бозона изучались на протяжении более 30 лет, никому раньше не удавалось измерить его массу с достаточно высокой точностью.

"Данные, собранные на ускорителях предыдущих поколений за все время их работы, не смогли обеспечить необходимую точность измерения массы W-бозона" - рассказывает Танкреди Карли (Tancredi Carli), один из координаторов ATLAS Collaboration, - "Нам же удалось собрать все необходимые данные только за один год работы ускорителя. И сейчас, когда коллайдер работает на его полной мощности, у нас имеется хорошая возможность для получения более точных результатов и исследований в области так называемой новой физики, физики, выходящей за пределы Стандартной Модели".

И в заключение следует отметить, что высокоточное измерение массы W-бозона, истинного кварка и бозона Хиггса является ключевым моментом в деле поиска новой физики. Ведь любое отклонение практически полученного значения массы от теоретического может указывать на существование принципиально новых явлений, которые находятся в противоречии со Стандартной Моделью.

<< Назад: Гравитация не просачивается в другие измерения 18.02.2018

>> Вперед: Электронная кожа с LED-индикацией 17.02.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Физический эталон килограмма заменят квантовой формулой 14.11.2018 Мир перестает пользоваться эталоном килограмма, который хранится в Международном бюро мер и весов во французском Севре с 1889 года. Это небольшой цилиндр из сплава платины и иридия. Причина в том, что его масса может изменяться. "Это не очень хорошо, учитывая, какая точность в измерениях нужна нам на данный момент", - заявил глава Национальной лаборатории метрологии и испытаний Франции Томас Гренон. Килограмм оставался последней мерой, которая зависела от физического объекта. 16 ноября в Версале на 26-й Генеральной конференции Международного бюро мер и весов все изменится. За килограмм будет приняла формула. Это будет универсальная формула для определения килограмма на основе законов квантовой физики. Теперь килограмм будет определяться не весом эталона, а количеством электрической энергии, необходимой, чтобы сдвинуть с места объект весом в килограмм. А энергия, в свою очередь, рассчитываться на основе постоянной Планка. На Генеральной конференции Международного бюро мер и весов в парижском Версальском дворце также будет обсуждаться определение других основных международных единиц измерения - единицы силы электрического тока ампера (А), единицы термодинамической температуры кельвина (К) и моля - единицы измерения количества вещества. Понятие грамма и килограмма было введено в науку в 1795 году. За основу была взята вода: считалось, что один килограмм равен весу литра воды. Для эталона массы сначала был изготовлен платиновый, в затем платиново-иридиевый цилиндр. Эталон хранился под надежной защитой. Под двумя стеклянными колпаками, из которых был откачен воздух. Более того, в комнату, где стоял эталон имели доступ только три человека во всем мире. У каждого был свой ключ. Но открыть дверь и войти в комнату с эталоном можно было только одновременно повернув три ключа. Но и это не спасло. К концу XX века ученые обнаружили, что эталон постепенно теряет массу.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026