Αρχική Αστρονομικά ΝέαΝέα μέτρηση της μάζας του μποζονίου W ίσως κλονίσει το καθιερωμένο πρότυπο
Αστρονομικά Νέα

Νέα μέτρηση της μάζας του μποζονίου W ίσως κλονίσει το καθιερωμένο πρότυπο

by Λυδία Κωνσταντίνου
συγγραφέας: Λυδία Κωνσταντίνου

Το μποζόνιο W είναι ένα από τα βασικά σωματίδια-φορείς αλληλεπιδράσεων στη φύση, μιας και σχετίζεται με τη ραδιενεργό διάσπαση των ατομικών πυρήνων. Πρόσφατα, ερευνητές από το Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) ανακοίνωσαν πως, έπειτα από δέκα χρόνια ερευνών, κατάφεραν να επιτύχουν την πιο ακριβή, έως σήμερα, μέτρηση της μάζας του μποζονίου W. Αυτό που είναι αξιοσημείωτο σχετικά με τη συγκεκριμένη έρευνα είναι πως η μάζα προέκυψε μεγαλύτερη από αυτή που προβλέπει το καθιερωμένο πρότυπο για τα συγκεκριμένα στοιχειώδη σωμάτια.

Ο ανιχνευτής στο Fermilab κατέγραψε συγκρούσεις σωματιδίων υψηλής ενέργειας που παρήχθησαν από τον επιταχυντή Tevatron από το 1985 έως το 2011. Περίπου 400 επιστήμονες σε 23 χώρες εξακολουθούν να εργάζονται με τα πλούσα δεδομένα που συλλέχθηκαν από το πείραμα.
Εικόνα: FERMILAB

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δεδομένα από τον επιταχυντή Tevatron της Fermilab που λήφθηκαν από το 1985 έως και το 2011, και για τα επόμενα δέκα χρόνια, ακολούθησαν οι αναλύσεις των δεδομένων. Συνολικά, τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν στην ανάλυση αφορούν 4,2 εκατομμύρια παρατηρήσεις υποψήφιων μποζονίων W. Σε σύγκριση, λοιπόν με την προηγούμενη μελέτη που ολοκληρώθηκε το 2012, χρησιμοποιήθηκαν περίπου 4 φορές περισσότερα δεδομένα. Η νέα αυτή μέτρηση της μάζας του μποζονίου W έχει μια ακρίβεια 0,01%.

Η μάζα του μποζονίου W όπως προέκυψε από την πρόσφατη έρευνα (CDF ||) σε σύγκριση με παλαιότερες μετρήσεις. Η κάθετη γκρι γραμμή (SM) αντιστοιχεί στην μάζα που προβλέπει το καθιερωμένο πρότυπο. Οι οριζόντιες μπάρες υποδηλώνουν την αβεβαιότητα των μετρήσεων σε κάθε περίπτωση. Παρατηρούμε, λοιπόν, πόσο πιο ακριβής είναι η τελευταία μέτρηση σε σύγκριση με τις προηγούμενες.
Εικόνα: CDF Collaboration

Η εν λόγω έρευνα δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science και έχει προκαλέσει μεγάλο ενδιαφέρον στην επιστημονική κοινότητα. Συγκεκριμένα, εγείρονται ερωτήματα σχετικά με το καθιερωμένο πρότυπο της Φυσικής, δηλαδή το θεωρητικό πλαίσιο που περιγράφει τη φύση στο πιο θεμελιώδες της επίπεδο.

Θα μπορούσε άραγε η απόκλιση στη μάζα του μποζονίου W να οδηγήσει σε σημαντικές αναθεωρήσεις στον τομέα της Θεωρητικής Φυσικής; Όπως αναφέρει ο David Toback, Φυσικός στο Πανεπιστήμιο A&M του Τέξας και μέλος της νέας έρευνας, “Εναπόκειται πλέον στην κοινότητα της Θεωρητικής Φυσικής και στα νέα πειράματα να ρίξουν φως σε αυτό το μυστήριο. Εάν η διαφορά μεταξύ της πειραματικής και της θεωρητικά αναμενόμενης τιμής οφείλεται σε κάποιο είδος νέου σωματιδίου ή υποατομικής αλληλεπίδρασης, που είναι μία από τις πιθανότητες, ίσως να είναι κάτι που θα μπορούσε να ανακαλυφθεί σε μελλοντικά πειράματα.”