Большой адронный коллайдер подтвердил физическую теорию

Физики впервые точно измерили ширину распада W-бозона — переносчика слабого ядерного взаимодействия — с помощью детектора ATLAS на Большом адронном коллайдере. О результатах исследования, которое подтверждает современную физическую теорию и пока не обнаруживает присутствие Новой физики, сообщается в статье, опубликованной в репозитории препринтов arXiv.

Шириной распада частицы называют ширину распределения энергии распадающейся частицы, при этом для частиц с чрезвычайно коротким временем жизни будет значительная неопределенность в измеренной энергии. Ожидается, что отклонения измеренной ширины распада W-бозона от предсказанной в рамках Стандартной модели будет указывать на необычный тип распада и возникновение новых, еще не открытых частиц.

Ширина W-бозона ранее была измерена на Большом электрон-позитронном коллайдере (LEP) ЦЕРН и Тэватронном коллайдере Fermilab, что дало среднее значение 2085 ± 42 миллиона электронвольт (МэВ), что соответствует предсказанию Стандартной модели 2088 ± 1 МэВ.

Ученые проанализировали данные протон-протонных столкновений при энергии 7 тераэлектронвольт, собранные во время первого запуска БАКа, и получили значение ширины W-бозона как 2202 ± 47 МэВ. На сегодняшний день это самое точное измерение, полученное в ходе одного эксперимента, и, хотя оно немного больше, оно также согласуется с предсказаниями Стандартной модели с точностью до 2,5 стандартных отклонений.

Ожидается, что будущие измерения ширины и массы W-бозона с использованием более крупных наборов данных ATLAS уменьшат статистические и экспериментальные неопределенности.