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:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Новая технология охлаждения вещей с помощью ионов 27.07.2023 Исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли и Калифорнийского университета в Беркли (США) представили инновационный метод охлаждения, который базируется на фазовых изменениях материалов и использует принципы сохранения и высвобождения энергии. Этот метод открывает потенциал для эффективного и устойчивого охлаждения, применимого как в бытовых условиях, так и в промышленности. Исследование сосредотачивается на использовании эффекта фазовых изменений, таких как переход твердого льда в жидкую воду, для создания охлаждающего эффекта. При повышении температуры, чтобы вызвать таяние льда, тепло поглощается из окружающей среды, что приводит к эффективному охлаждению. Один из способов активировать фазовое изменение - добавить ионы или заряженные частицы. Это может быть реализовано, например, через посыпание дорог солью для предотвращения образования льда. Исследователи предложили ионокалорический цикл, основанный на этом принципе, который может эффективно конкурировать с существующими хладагентами. Моделирование ионокалорического цикла и эксперименты с использованием соли показали перспективу этой методики. Путем изменения температуры плавления материала путем воздействия тока, исследователи добились сдвига температуры на значительные значения. Так, применяя менее одного вольта заряда, удалось достичь сдвига температуры на 25 градусов по Цельсию. Эта новая технология обладает потенциалом заменить существующие системы охлаждения, такие как сжатие пара, которые зависят от газов с высоким потенциалом глобального потепления. Такие методы становятся особенно актуальными в контексте международных соглашений, направленных на снижение выбросов вредных веществ. Следующим этапом для исследователей станет перевод полученных результатов из лаборатории в практические коммерческие системы. Успешная реализация этой технологии может значительно повлиять на будущее систем отопления и охлаждения, превращая их в более эффективные и экологически чистые процессы.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025