นักวิทยาศาสตร์ที่ห้องปฏิบัติการตัวเร่งปฏิกิริยา Fermi National Accelerator ของกระทรวงพลังงานได้ทำการวัดมวลของ W boson ที่แม่นยำที่สุดในโลกโดยการทดลองเพียงครั้งเดียว เมื่อรวมกับการวัดอื่น ๆ ความเข้าใจที่แน่นขึ้นของมวล W โบซอนจะทำให้นักวิจัยใกล้ชิดกับอนุภาคของอนุภาคฮิกส์โบซอนที่เข้าใจยาก
อนุภาคฮิกส์เป็นทฤษฎี แต่ยังเป็นอนุภาคที่มองไม่เห็นที่เรียกว่า "อนุภาคพระเจ้า" ซึ่งเชื่อว่าจะให้อนุภาคอื่น ๆ มวลของพวกเขา W boson ซึ่งมีน้ำหนักมากกว่าโปรตอนถึง 85 เท่าสามารถสลายตัวของสารกัมมันตรังสีและทำให้ดวงอาทิตย์ส่องแสง
การประกาศในวันนี้ถือเป็นการค้นพบครั้งที่สองครั้งสำคัญในรอบสัปดาห์สำหรับความร่วมมือ DZero ระดับนานาชาติที่ Fermilab เมื่อต้นสัปดาห์ที่ผ่านมากลุ่มนี้ได้ประกาศการผลิต quark เดี่ยวชั้นนำที่ Tevatron collider ของ Fermilab
DZero เป็นการทดลองระหว่างประเทศของนักฟิสิกส์ประมาณ 550 คนจาก 90 สถาบันใน 18 ประเทศ ได้รับการสนับสนุนจากกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกามูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติและหน่วยงานระดมทุนระหว่างประเทศหลายแห่ง ในปีที่ผ่านมาความร่วมมือดังกล่าวได้ตีพิมพ์เอกสารทางวิทยาศาสตร์ 46 ฉบับซึ่งอ้างอิงการตรวจวัดด้วยเครื่องตรวจจับอนุภาค DZero
W boson เป็นพาหะของพลังนิวเคลียร์ที่อ่อนแอและเป็นองค์ประกอบสำคัญของรูปแบบมาตรฐานของอนุภาคและแรงพื้นฐานซึ่งคาดการณ์ Higgs boson มวลที่แน่นอนของมันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการคำนวณเพื่อประเมินมวลที่น่าจะเป็นของ Higgs boson โดยการศึกษาผลกระทบเชิงควอนตัมที่ลึกซึ้งของมันต่อ W boson และ quark สูงสุดซึ่งเป็นอนุภาคมูลฐานที่ค้นพบที่ Fermilab ในปี 1995
นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานเกี่ยวกับการทดสอบ DZero ได้ทำการวัดมวลของ W boson ด้วยความแม่นยำ 0.05 เปอร์เซ็นต์ มวลที่แน่นอนของอนุภาคที่วัดโดย DZero คือ 80.401 +/- 0.044 GeV / c ^ 2 ความร่วมมือดังกล่าวนำเสนอผลงานในการประชุมประจำปีเรื่อง Electroweak Interactions และ Unified Theory ซึ่งรู้จักกันในนาม Rencontres de Moriond ในวันอาทิตย์
Chris Quigg นักทฤษฎีของ Fermilab กล่าวว่าการวัดที่สวยงามนี้แสดงให้เห็นถึงพลังของ Tevatron ในฐานะเครื่องมือที่มีความแม่นยำและหมายความว่าการทดสอบความเค้นที่เราสั่งสำหรับแบบจำลองมาตรฐานนั้นจะเครียดและเปิดเผยมากขึ้น
ทีม DZero ได้พิจารณามวล W โดยการวัดการสลายตัวของ W bosons เป็นอิเล็กตรอนและอิเล็กตรอนนิวตรอน การดำเนินการวัดจำเป็นต้องปรับเทียบเครื่องตรวจจับอนุภาค DZero ด้วยความแม่นยำประมาณสามร้อยเปอร์เซ็นต์ของหนึ่งเปอร์เซ็นต์ซึ่งเป็นงานที่ยากลำบากซึ่งต้องใช้ความพยายามหลายปีจากทีมนักวิทยาศาสตร์รวมถึงนักเรียน
นับตั้งแต่การค้นพบที่ห้องปฏิบัติการยุโรป CERN ในปี 1983 การทดลองหลายครั้งที่ Fermilab และ CERN ได้ตรวจวัดมวลของ W boson ด้วยความแม่นยำที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ตอนนี้ DZero ได้รับความแม่นยำที่ดีที่สุดจากการวิเคราะห์อย่างระมัดระวังของตัวอย่างข้อมูลขนาดใหญ่ที่จัดส่งโดยอนุภาค Tevatron collider ที่ Fermilab ความสอดคล้องของผลลัพธ์ DZero กับผลลัพธ์ก่อนหน้านั้นพูดถึงความถูกต้องของเทคนิคการสอบเทียบและการวิเคราะห์ที่ใช้
“ นี่เป็นหนึ่งในการตรวจวัดความแม่นยำที่ท้าทายที่สุดที่ Tevatron” Dmitri Denisov โฆษกของ DZero จาก Fermilab กล่าว “ เราใช้ความพยายามหลายปีในการสร้างเครื่องตรวจจับขนาด 5,500 ตันรวบรวมและสร้างข้อมูลใหม่แล้วทำการวิเคราะห์ที่ซับซ้อนเพื่อพัฒนาความรู้ของเราเกี่ยวกับพารามิเตอร์พื้นฐานของโมเดลมาตรฐาน”
ที่มา: Fermilab
