Logo
Cover

Коллаборация физиков из Фермилаб после десяти лет тщательных исследований получила самые точные данные о массе W-бозона, одной из фундаментальных частиц, переносчиков слабого взаимодействия. Ее открытие в 1983 году было одним из самых серьезных успехов Стандартной модели физики элементарных частиц. Новые результаты измерений показывают, что масса W-бозона существенно отличается от предсказаний Стандартной модели и намекает на новую физику.

Сформулированная в 1970-х Стандартная модель физики элементарных частиц чрезвычайно эффективно объясняется фундаментальные взаимодействия. Кое-что она не может объяснить (темную материю или гравитацию), но в тех областях, которые охватывает, эта теория выдерживает все проверки экспериментом. Однако теперь в Стандартной модели может появиться дыра, пишет New Atlas.

W-бозоны — элементарные частицы, переносчики слабого взаимодействия. Согласно Стандартной модели, их масса связана с массой бозона Хиггса и субатомной частицы верхний кварк. Около 400 ученых из Национальной ускорительной лаборатории им. Ферми (США) десять лет изучала 4,2 млн W-бозонов, описанных в данных, собранных за 26 лет работы коллайдера «Тэватрон». И смогла вычислить массу этой частицы в два раза точнее, чем предыдущие измерения.

По их расчетам, масса W-бозона равна 80 433,5 МэВ плюс/минус всего 9,4 МэВ. Эти данные находятся далеко за пределами предсказаний Стандартной модели, которая ограничивает W-бозон 80 357 МэВ +/- 6 МэВ. Это означает, что новое значение отличается от предсказанного на семь стандартных отклонений.

Добавляют вопросов данные о недавнем измерении массы W-бозона, опубликованные в январе 2022 года, согласно которым этот показатель равен 80 354 МэВ +/- 32 МэВ, что вполне согласуется со Стандартной моделью. Получается, что где-то вкралась ошибка, или одна из команд ученых вела расчеты слишком агрессивно.

Авторы нового анализа утверждают, что все процедуры, которые они применяли, тщательнейшим образом перепроверялись на протяжении нескольких лет. Более того, окончательный результат был им неизвестен до завершения всех проверок.

Если новые результаты подтвердятся, они могут указывать на неизвестную науке частицу или на новую физику, выходящую за рамки Стандартной модели.

В прошлом году физики сообщили, что измерения одной из субатомных частиц указывают на выход за пределы Стандартной модели: мюон может быть более магнитным, чем явствует из теории. Аномалия эксперимента составила 4,1 сигмы, немного не дотянув до золотого стандарта в 5 стандартных отклонений.