В 2022 году эксперимент CDF на закрытом ныне ускорителе Tevatron (Фермилаб, США) зарегистрировал массу W-бозона, равную 80 433,5 ± 9,4 МэВ — на семь стандартных отклонений тяжелее теоретического предсказания. Результат заинтриговал физиков, так как мог указывать на существование неизвестных частиц или сил, выходящих за рамки Стандартной модели.

Новое измерение, выполненное учеными коллаборации CMS с сопоставимой точностью, не подтверждает отклонение, а согласуется со Стандартной моделью. Наиболее точная на сегодня масса W-бозона составляет 80 360,2 ± 9,9 МэВ.

Для получения результата команда CMS проанализировала более миллиарда протон-протонных столкновений, записанных детектором в 2016 году. Из них было отобрано около 100 миллионов событий, в которых W-бозон распадается на мюон и нейтрино. Поскольку нейтрино ускользает от детекторов, ученым пришлось реконструировать массу W-бозона только по мюону — для этого потребовалось 4 миллиарда смоделированных событий и годы кропотливой калибровки.

«Честно говоря, это огромное облегчение, — прокомментировал Кеннет Лонг из Массачусетского технологического института, ведущий автор статьи, опубликованной в журнале Nature. — Новое измерение надежно подтверждает то, что мы можем доверять Стандартной модели».

В измерении участвовали более 3000 физиков. В основную группу вошли около 30 ученых из десяти институтов. Результат эксперимента CMS подкрепляет выводы предыдущих исследований коллаборации ATLAS и других команд ученых. Все они согласуются со Стандартной моделью, кроме измерений CDF 2022 года.

Коллаборация планирует проанализировать дополнительные данные БАК, чтобы добиться еще большей точности. «Мы хотим добавить больше данных, сделать наши методы анализа более точными и, по сути, выжать лимон чуть сильнее, — заявил Кристоф Паус, соавтор статьи. — Взглянув внимательнее, мы сможем сказать наверняка, действительно ли нам понятен этот фундаментальный элемент».

Недавняя публикация результатов работы коллаборации ATLAS подтвердила существование механизма Хиггса и доказала, что бозон Хиггса может распадаться на пару мюон-антимюон. Другими словами, подкрепила позиции Стандартной модели физики элементарных частиц.