Физики столкнулись с противоречиями в данных о массе W-бозона, фундаментальной частицы

Исследователи из Университета Дьюка и европейского исследовательского центра ЦЕРН столкнулись с неожиданными результатами при измерении массы W-бозона — одной из ключевых частиц во Вселенной. Это несоответствие может поставить под сомнение Стандартную модель физики элементарных частиц.

Профессор Ашутош Котвал (Ashutosh V. Kotwal) из Университета Дьюка на протяжении почти 30 лет руководит международными исследованиями по определению массы W-бозона — частицы, ответственной за слабое взаимодействие. Недавно команда Котвала, изучая данные эксперимента CDF в национальной лаборатории Ферми, обнаружила неожиданный результат. Было выявлено, что масса W-бозона превышает теоретические ожидания на 77 миллионов электронвольт, при этом погрешность составила всего 0,01%. Это слишком значительное расхождение, чтобы считать его случайностью.

Тем не менее, последующий эксперимент, выполненный в ЦЕРНе с использованием Большого адронного коллайдера, продемонстрировал результаты, целиком согласующиеся с теоретическими расчётами, тем самым устранив видимую аномалию.

Котвал и его команда предпринимают детальные проверки методологии, чтобы выявить причины расхождений. Измерение массы W-бозона представляет собой чрезвычайно сложную задачу, поскольку данная частица распадается менее чем за триллионную долю триллионной секунды. Таким образом, физикам приходится использовать косвенные методы для определения её массы, анализируя продукты распада.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Research, Котвал рассмотрел потенциальные источники систематических ошибок в эксперименте CDF, исследуя, как даже минимальные отклонения в детекторе могут повлиять на результаты. Была сделана оценка, что все возможные отклонения слишком малы, чтобы существенно повлиять на точность измерений.

Котвал подчёркивает важность тщательной проверки методологии обоих экспериментов, чтобы разобраться в причинах возникновения расхождений. Он выступает за полную прозрачность в исследовании фундаментальных природных параметров и надеется, что другие научные группы также проведут подобные анализы.

Учёный уточняет, что делать радикальные выводы о необходимости пересмотра Стандартной модели преждевременно: «Сейчас первостепенная задача — разобраться, какие методики являются достоверными, а какие требуют корректировок. Лишь таким образом можно добиться научной истины».

Источник: iXBT