Para saintis di Makmal Pemecut Nasional Fermi Jabatan Tenaga telah mencapai pengukuran jisim bos W yang paling tepat di dunia dengan satu eksperimen. Digabungkan dengan pengukuran lain, pemahaman yang lebih ketat mengenai jisim boson W juga akan membawa para penyelidik lebih dekat dengan jisim zarah boson Higgs yang sukar difahami.
Partikel Higgs adalah teori tetapi zarah yang belum kelihatan, juga disebut "partikel Tuhan," yang dipercayai memberikan massa zarah lain. Boson W, yang kira-kira 85 kali lebih berat daripada proton, memungkinkan pelanggaran beta radioaktif dan menjadikan sinar matahari bersinar.
Pengumuman hari ini menandakan penemuan besar kedua dalam seminggu untuk kerjasama DZero antarabangsa di Fermilab. Awal minggu ini, kumpulan itu mengumumkan pengeluaran satu quark teratas di Fermilab's Tevatron collider.
DZero adalah eksperimen antarabangsa kira-kira 550 ahli fizik dari 90 institusi di 18 negara. Ia disokong oleh Jabatan Tenaga A.S., Yayasan Sains Nasional dan sejumlah agensi pembiayaan antarabangsa. Pada tahun lalu, kerjasama itu telah menerbitkan 46 makalah ilmiah berdasarkan pengukuran yang dibuat dengan alat pengesan zarah DZero.
Boson W adalah pembawa kekuatan nuklear yang lemah dan unsur utama Model Piawai zarah dan daya unsur, yang juga meramalkan boson Higgs. Jisimnya yang tepat sangat penting untuk pengiraan untuk mengira kemungkinan jisim boson Higgs dengan mengkaji kesan kuantumnya yang halus pada boson W dan quark atas, sebuah zarah unsur yang ditemui di Fermilab pada tahun 1995.
Para saintis yang mengusahakan eksperimen DZero kini telah mengukur jisim boson W dengan ketepatan 0,05 peratus. Jisim tepat zarah yang diukur oleh DZero ialah 80.401 +/- 0.044 GeV / c ^ 2. Kerjasama tersebut memberikan hasilnya pada persidangan tahunan mengenai Interraksi Elektroweak dan Teori Bersatu yang dikenali sebagai Rencontres de Moriond pada hari Ahad.
"Pengukuran indah ini menggambarkan kekuatan Tevatron sebagai instrumen ketepatan dan bermaksud bahawa ujian tekanan yang kita pesan untuk Model Standard menjadi lebih tertekan dan lebih mendedahkan," kata ahli teori Fermilab, Chris Quigg.
Pasukan DZero menentukan jisim W dengan mengukur pembusukan boson W ke elektron dan neutrino elektron. Melakukan pengukuran yang diperlukan untuk mengkalibrasi pengesan zarah DZero dengan ketepatan sekitar tiga ratus satu peratus, tugas berat yang memerlukan usaha selama beberapa tahun dari pasukan saintis termasuk pelajar.
Sejak penemuannya di makmal Eropah CERN pada tahun 1983, banyak eksperimen di Fermilab dan CERN telah mengukur jisim bos W dengan ketepatan yang semakin meningkat. Kini DZero mencapai ketepatan terbaik dengan analisis teliti dari sampel data besar yang disampaikan oleh collider partikel Tevatron di Fermilab. Konsistensi hasil DZero dengan hasil sebelumnya menunjukkan kesahihan teknik penentukuran dan analisis yang digunakan.
"Ini adalah salah satu ukuran ketepatan yang paling mencabar di Tevatron," kata jurucakap DZero, Dmitri Denisov, dari Fermilab. "Perlu usaha bertahun-tahun dari kerjasama kami untuk membangun alat pengesan 5,500 tan, mengumpulkan dan menyusun semula data dan kemudian melakukan analisis yang kompleks untuk meningkatkan pengetahuan kami mengenai parameter asas Model Piawai ini."
Sumber: Fermilab
