Масса W-бозона, одной из ключевых частиц в ядерных реакциях, стала центром научных дебатов после того, как результаты двух крупных экспериментов оказались противоречивыми. Это открытие может поставить под сомнение Стандартную модель физики частиц, которая описывает фундаментальные законы природы.
В 2023 году команда физиков под руководством Ашутoша Котвала из Университета Дьюка проанализировала данные эксперимента CDF в Fermilab (Чикаго). Их результаты показали, что масса W-бозона на 77 миллионов электрон-вольт (эВ) превышает предсказания Стандартной модели. Точность измерения составила 0,01%, что делает результат крайне значимым.
W-бозон играет ключевую роль в слабых ядерных взаимодействиях, которые отвечают за процессы, такие как ядерный синтез в звездах. Если его масса действительно отличается от предсказанной, это может указывать на существование новой физики за пределами Стандартной модели.
Однако последующие измерения на Большом адронном коллайдере (LHC) в CERN (Швейцария) с использованием детектора CMS не подтвердили аномалию. Результаты CERN совпали с предсказаниями Стандартной модели, что поставило под сомнение выводы Fermilab.
Это несоответствие вызвало вопросы о возможных ошибках в экспериментальных методах или упущенных источниках погрешностей. Котвал и его команда тщательно изучили данные CDF, уделяя особое точности измерения траекторий частиц в детекторе, который содержит 30,240 высоковольтных проводов. Даже с учетом возможных смещений проводов, измерения оставались точными до 25 частей на миллион.
Котвал подчеркивает важность прозрачности в научных методах и призывает другие эксперименты провести аналогичные проверки. Разрешение этой загадки может привести к новым открытиям в физике и, возможно, к пересмотру Стандартной модели.
Расхождение в измерениях массы W-бозона — это не просто научный спор, а возможность глубже понять фундаментальные законы Вселенной. Независимо от итога, это исследование подчеркивает, как важно проверять и перепроверять данные, чтобы двигать науку вперед.