Cercetătorii de la CERN au anunțat o nouă realizare remarcabilă în cadrul experimentului LHCb de la Marele Accelerator de Hadroni (LHC): cea mai precisă măsurare de până acum a masei bosonului Z în cadrul LHC, anunță Phys.org.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Descoperirea, publicată recent pe platforma arXiv și aflată în curs de evaluare pentru prestigioasa revistă Physical Review Letters, marchează un progres semnificativ în fizica de precizie și deschide noi direcții de explorare pentru fizica particulelor.
174.000 de bosoni Z, o singură masă: 91.184,2 MeV
Folosind date din 2016, înregistrate în timpul celei de-a doua runde de funcționare a LHC, cercetătorii au analizat 174.000 de evenimente în care bosonul Z s-a dezintegrat în perechi de muoni – particule asemănătoare electronilor, dar mult mai grele. Rezultatul: o masă de 91.184,2 milioane de electronvolți (MeV), cu o marjă de eroare de doar 9,5 MeV – adică o precizie de aproximativ o sutime de procent.
Noua măsurătoare se aliniază aproape perfect cu datele anterioare provenite de la acceleratorul LEP (fostul colos european care colisiona electroni și pozitroni) și de la Tevatron (SUA), dar și cu predicțiile teoretice ale Modelului Standard al fizicii particulelor.
Ce este bosonul Z și de ce contează?
Bosonul Z este una dintre cele două particule, alături de bosonul W, care mediază interacțiunea nucleară slabă, una dintre cele patru forțe fundamentale din Univers. Deși a fost descoperit în anii ’80, măsurarea precisă a masei sale rămâne crucială.
Orice deviație față de valorile așteptate ar putea indica existența unor fenomene noi, care nu sunt explicate de actualul Model Standard, cum ar fi particule necunoscute sau forțe suplimentare.
De ce e specială această măsurătoare
Ceea ce face acest rezultat cu adevărat remarcabil nu este doar precizia, ci faptul că ea a fost atinsă în cadrul coliziunilor proton–proton, un mediu experimental mult mai complicat decât cel în care funcționa LEP. LHC-ul produce mii de particule într-o singură coliziune, iar extragerea semnalului „curat” al unui boson Z este o provocare în sine.
„Când a început programul LHC, părea de neconceput ca el să atingă precizia de la LEP. Iată-ne acum, depășind așteptările și pavând drumul pentru acceleratoarele viitorului”, a declarat Vincenzo Vagnoni, purtătorul de cuvânt al experimentului LHCb.
Noile descoperiri vor contribui la planificarea marilor acceleratoare ale viitorului
Rezultatul deschide calea pentru măsurători și mai precise în viitorul apropiat, în special în contextul viitorului LHC de Înaltă Luminiscență (High-Luminosity LHC), care va colecta un volum și mai mare de date. De asemenea, măsurătorile independente ce vor fi realizate de experimentele ATLAS și CMS vor permite combinarea datelor pentru reducerea și mai accentuată a incertitudinilor.
Pe termen lung, noile descoperiri vor contribui la planificarea marilor acceleratoare ale viitorului, cum ar fi propusul Future Circular Collider (FCC-ee), care ar putea atinge niveluri de precizie fără precedent și, poate, să deschidă porțile unei noi ere în fizica fundamentală.
