Megdőlhet a Standard Modell?

A Fermilab Ütköztető Detektor (Collider Detector at Fermilab, CDF) 1985 és 2011 között nagyenergiájú részecskeütközések adatait rögzítette az Illionis államban lévő Tevatron részecskegyorsítónál. Az adatfelvétel eredményeit, a mintegy 450 trillió ütközésből álló adathalmazt 23 ország 54 intézményének mintegy 400 tudósa 10 éven át elemezte.

Az adatokból most 0,01%-os pontossággal tudták megállapítani a W-bozon tömegét,

ez olyan pontosság, mintha egy 350 kilogrammos gorilla súlyát 40 grammos pontossággal mérnék meg.  A Science folyóiratban megjelent új precíziós mérési eredmények lehetővé teszik a tudósok számára, hogy teszteljék a részecskefizika Standard Modelljét, vagyis azt az elméleti keretet, amely a természetet a legalapvetőbb szintjén írja le. A nemzetközi kutatásban az ELTE Atomfizikai Tanszék kutatója, Yoshikazu Nagai is részt vesz.

A mérések alapján a W-bozon tömege körülbelül 80-szorosa a proton tömegének, vagyis körülbelül 80 000 MeV/c². A kutatók hosszú ideje dolgoznak a W-bozon tömegének meghatározásán, a mostani tömegmérésük központi értéke 80 433 MeV/c², bizonytalansága pedig ennek tízezred része, MeV/c². Az eredmény a Tevatron ütköztetőjéből gyűjtött 4,2 millió lehetséges W-bozon (azaz nagy eséllyel ténylegesen W-bozonnak tekinthető részecske) megfigyelésén alapul. Ez körülbelül négyszerese a 2012-ben közzétett elemzésben használt számnak. Az új érték kompatibilis a W-bozontömeg több korábbi mérésével, de vannak eltérések is. Ezek tisztázásához további mérésekre van tehát szükség.

„Ha ez igaz, és nem rendszerszintű torzítás vagy a számítási módszerének félreértése, akkor azt jelenti, hogy van egy olyan elemi összetevője az Univerzumnak, amelyet még nem fedeztünk fel” – adott hangot megdöbbenésének Harry Cliff, a Cambridge-i Egyetem tudósa, aki a Nagy Hadronütköztető (LHC) adatain dolgozik.

Forrás: ELTE TTK