Нові вимірювання колаборації CDF, яка проводила експерименти на колайдері «Теватрон», показали, що прийняту раніше масу W-бозона було дещо завищено, і дали змогу встановити строгі теоретичні обмеження на масу бозона Гіґґса.
Колаборація , яка проводила експерименти на протон-антипротонному колайдері «», уточнила масу .
Зміна характеристик однієї елементарної частинки може видатися малозначущою подією, однак у одним із найважливіших параметрів є саме маса W-бозона MW, тісно пов'язана з властивостями електрослабкої взаємодії. Оцінка MW, маси нейтрального Z-бозона й t дає змогу перевірити модель і встановити теоретичні обмеження на масу бозона Гіґґса H. Сучасні усереднені величини MW = 80 399 ± 23 МеВ і mt = 173,2 ± 0,9 ГеВ, скажімо, дають mH = 92+34–26 ГеВ.
Для вимірювання маси W-бозона детектор CDF реєструє розпади цієї частинки на заряджені лептони й нейтрино. Загальна схема розпадів має вигляд W → lνl, де на місці l може стояти або символ електрона e, або позначення мюона μ. Щоб оцінити MW, учені визначають поперечні компоненти імпульсів лептона й нейтрино та .
| Оцінки MW, отримані різними науковими групами. Експеримент , як і CDF, проводився на «Теватроні», зупиненому минулого року, а детектори , , та були встановлені на колайдері LEP, який припинив роботу у 2000-му. Сірим позначено нове середньосвітове значення маси W-бозона. (Ілюстрація CDF Collaboration.) |
Близько п'яти років тому співробітники CDF уже отримали досить точне значення MW, використавши невеликий масив експериментальних даних, що відповідав 200 пб–1. У новому дослідженні враховували інформацію, зібрану у 2002–2007 роках, і обсяг статистики збільшили одразу до 2 200 пб–1. Як з'ясувалося, цей масив містив близько мільйона корисних подій: 470 126 кандидатів у W-бозони, що розпалися на eνe, і 624 708 випадків розпаду на μνμ.
Завершивши опрацювання даних, фізики визначили, що маса W-бозона має становити 80 387 ± 19 МеВ. Результат нижчий за наведену вище величину, усереднену за кількома експериментами, і має меншу невизначеність. Найімовірніше, незабаром середньосвітову оцінку MW буде знижено до 80 390 ± 16 МеВ.
Теоретична оцінка mH, розрахована з використанням нової MW, має вигляд 90+29–23 ГеВ, а верхню межу маси бозона Гіґґса (на рівні довіри 95%) тепер можна встановити на позначці 145 ГеВ. Ці розрахунки загалом узгоджуються з торішніми експериментальними результатами, які детектори і на Великому адронному колайдері. За повідомленням колаборацій ATLAS і CMS, маса mH не перевищує 127 ГеВ, а опуститися нижче 114 ГеВ їй не дають дані з Великого електрон-позитронного колайдера .
Повний варіант звіту про експерименти на «Теватроні» можна завантажити .
Підготовлено за матеріалами .
Лише зареєстровані користувачі можуть залишати коментарі. Увійдіть або зареєструйтеся.
Коментарі (0):