エネルギー省のフェルミ国立加速器研究所の科学者たちは、1回の実験でWボソンの質量を世界で最も正確に測定しました。他の測定と組み合わせることで、Wボソンの質量をより深く理解することで、研究者はとらえどころのないヒッグスボソン粒子の質量に近づくことができます。
ヒッグス粒子は理論的なものですが、まだ目に見えない粒子であり、「神粒子」とも呼ばれ、他の粒子に質量を与えると考えられています。陽子より約85倍重いWボソンは、放射性ベータ崩壊を可能にし、太陽を輝かせます。
本日の発表は、Fermilabでの国際的なDZeroコラボレーションのための1週間で2番目の主要な発見です。今週初め、グループはフェルミラボのテバトロンコライダーで単一のトップクォークの生産を発表しました。
DZeroは、18か国の90の機関から約550人の物理学者が参加する国際的な実験です。これは、米国エネルギー省、全米科学財団、および多くの国際的な資金提供機関によってサポートされています。昨年、共同作業により、DZero粒子検出器で行われた測定に基づいて46の科学論文が発行されました。
Wボソンは、弱い核力のキャリアであり、素粒子と力の標準モデルの重要な要素であり、これもヒッグスボソンを予測します。その正確な質量は、1995年にフェルミラボで発見された素粒子であるWボソンとトップクォークへの微妙な量子効果を研究することにより、ヒッグスボソンの可能性のある質量を推定する計算にとって重要です。
DZero実験に取り組んでいる科学者たちは、Wボソンの質量を0.05％の精度で測定しています。 DZeroで測定された粒子の正確な質量は80.401 +/- 0.044 GeV / c ^ 2です。コラボレーションは、日曜日にレンコントルドモリオンとして知られるElectroweak Interactionsと統一理論に関する年次会議で結果を発表しました。
「この美しい測定は、精密機器としてのテバトロンの力を示し、標準モデル用に注文したストレステストがよりストレスが多く、より明らかになることを意味します」とフェルミラボの理論家クリス・クイッグは語った。
DZeroチームは、電子および電子ニュートリノに対するWボソンの崩壊を測定することにより、W質量を決定しました。測定を実行するには、DZero粒子検出器を約100分の1パーセントの精度で校正する必要があり、学生を含む科学者のチームによる数年の努力を必要とする困難な作業でした。
1983年にヨーロッパの研究所CERNで発見されて以来、FermilabとCERNでの多くの実験により、Wボソンの質量が着実に増加する精度で測定されてきました。 DZeroは、FermilabのTevatronパーティクルコライダーによって配信された大量のデータサンプルを綿密に分析することにより、最高の精度を実現しました。 DZeroの結果と以前の結果との一貫性は、使用されたさまざまなキャリブレーションおよび分析手法の有効性を物語っています。
「これは、テバトロンで最も困難な精密測定の1つです」とフェルミラボのDZero共同広報担当者Dmitri Denisovは述べました。 「5,500トンの検出器を構築し、データを収集して再構築し、複雑な分析を実行して標準モデルのこの基本的なパラメーターに関する知識を向上させるには、私たちのコラボレーションから何年もの努力が必要でした。」
出典：Fermilab
