Физики коллаборации CMS, работающие на Большом адронном коллайдере (LHC), а также ученые Национальной исследовательской лаборатории имени Ферми (Фермилаба) провели новое измерение массы W-бозона — частицы, ответственной за перенос слабого взаимодействия. Пресс-релиз опубликован на сайте Phys.org.
В ходе эксперимента физики получили значение массы W-бозона, которое составляет 80 360,2 ± 9,9 мегаэлектронвольт (МэВ), что соответствует предсказаниям Стандартной модели (80 357 ± 6 МэВ). W-бозон является одной из ключевых частиц, участвующих в электрослабом взаимодействии, и его точная масса помогает лучше понимать процессы, протекающие в микромире, в том числе взаимодействие частиц с полем Хиггса.
Для получения этого результата ученые проанализировали более 300 миллионов событий с участием W-бозонов, а также 4 миллиарда смоделированных событий. Это позволило точно реконструировать и измерить массу более 100 миллионов W-бозонов.
Новый метод анализа ограничил неопределенности, связанные с предыдущими экспериментами. Команда экспериментаторов решила не полагаться на традиционные методы калибровки, использующие данные о Z-бозоне, что уменьшило ошибки, возникающие при экстраполяции данных от Z- к W-бозонам, и позволило добиться максимальной точности результатов.
Полученные данные позволяют уточнить роль W-бозона в рамках Стандартной модели и дают возможность продолжить поиск отклонений, которые могут указывать на существование новых частиц или физических взаимодействий. Высокая точность измерений достигнута благодаря усовершенствованным детекторам CMS — компактного мюонного соленоида, установленного на LHC.