W-бозон — частица-переносчик слабого взаимодействия, одного из четырех фундаментальных взаимодействий природы. Ее масса — одно из немногих значений, которые с высокой точностью может предсказать стандартная модель и которые можно измерить в эксперименте. Поэтому она крайне удобна для поиска уязвимостей в этой модели. Однако взвесить W-бозон чрезвычайно сложно. БАК создает бозоны, сталкивая протоны, которые преобразуются в другие частицы. Но в случае массы W-бозона заметить получается только лептон. Нейтрино же следов не оставляет.

Изучив распад мюонов и сравнив результаты с моделированием столкновений и распада для различных значений массы W-бозона, ученые из коллаборации CMS выделили наиболее полные совпадения. Они задействовали самые современные программы и теории, чтобы провести калибровку и перепроверить полученные результаты, пишет Nature.

«Стандартная модель не умерла», — заявил Джош Бендавид из коллаборации CMS («Компактный мюонный соленоид») ЦЕРН, когда представлял результаты эксперимента, изучение которых заняло у ученых десять лет. Если бы данные оказались ближе к результатам 2022 года, это означало бы, что стандартная модель физики элементарных частиц мертва.

В 2022 году были опубликованы результаты эксперимента CDF с ускорителем частиц Лаборатории Ферми (США). Судя по ним, W-бозон тяжелее, чем предсказывала стандартная модель.

Представленные на днях результаты эксперимента CMS — наиболее точные измерения массы W-бозона, созданного в Большом адроном коллайдере. По точности они сопоставимы с данными CDF, а также с четырьмя другими измерениями, полученными до CDF. Таким образом, результаты CDF можно считать аномалией.

Никто из ученых не может пока дать ответ, почему результаты эксперимента 2022 года так отличаются от всех остальных. Возможно, причина в других теоретических инструментах, которые были использованы в том эксперименте. Если это так, то ответ можно будет найти в подробном описании методологии, которое опубликуют в ближайшее время.

Списанная секция трубы Большого адронного коллайдера приблизила ученых к очередной попытке экспериментально доказать существование отдельного полюса магнита. Хотя магнитный монополь снова не был найден, международная команда физиков рассчитала наиболее строгие на сегодня ограничения для этой гипотетической элементарной частицы.