;
Наука 24 апреля 2022

Ученые ЦЕРН измерили массу топ-кварка с беспрецедентной точностью

Далее

Исследователи добились рекордной точности при измерении массы топ-кварка (t-кварка), погрешность составила всего 0,22%. О результатах сообщает пресс-служба Компактного мюонного соленоида ЦЕРН.

Исследователи анализировали данные полученные Компактным мюонным соленоидом (CMS) во время экспериментов по столкновению частиц на Большом адронном коллайдере. Ученые измерили созданные топ-кварки с использованием пяти различных кинематических переменных, чувствительных к массе топ-кварка, вместо трех, которые использовались в предыдущих исследованиях. Включение новых переменных повысило точность измерений. Физики оценили массу топ-кварка в 171,77 ± 0,38 ГэВ, погрешность составляет около 0,22%.

В ЦЕРН отмечают, что для проведения измерений требовалась чрезвычайно точная калибровка данных CMS и глубокое понимание оставшихся экспериментальных и теоретических неопределенностей и их взаимозависимостей. Исследователи детально проработали неопределенности, связанные с точностью измерений детектором CMS свойств частиц и с теоретическими описаниями процесса образования топ-кварков.

Сигнатура двух кварков: 4 адронные струи (желтые конусы), один мюон (красная линия) и недостающая энергия нейтрино (розовая стрелка). Изображение: CMS, CERN

Исследователи отмечают, что точное знание массы топ-кварка имеет важное значение для понимания нашего мира в микромасштабе. Максимально близкое значение массы этой самой тяжелой элементарной частицы позволяет проверить внутреннюю непротиворечивость Стандартной модели. Например, точно зная массы бозона W и бозона Хиггса, Стандартная модель может предсказать массу топ-кварка, а массу бозона W можно определить, используя массу топ-кварка и массу бозона Хиггса. 

Ученые говорят, что понимание степени стабильности нашей Вселенной зависит от точных значений масс бозона Хиггса и топ-кварка. Текущие измерения показывают, что Вселенная очень близка к метастабильному состоянию. Но, если масса топ-кварка хоть немного отличается, Вселенная будет менее стабильной в долгосрочной перспективе и потенциально в конечном итоге исчезнет в результате события, подобного Большому взрыву.

Исследователи надеются получить еще большую точность измерения, когда новый подход будет применен к данным, полученным во время экспериментов в 2017 и 2018 годах.

Изображение обложки: CMS, CERN


Читать далее:

За ней охотились столетиями: что нам известно о планете Вулкан рядом с Солнцем

Астрономы нашли планету недалеко от Земли: у нее очень странная орбита

Ученые из Китая доказали, что современные сдвиги плит датируются 2,5 млрд лет