У новаторському досягненні вчені з експерименту Large Hadron Collider beauty (LHCb) виміряли масу Z-бозона з безпрецедентною точністю. Це видатне досягнення, оголошене нещодавно, не тільки підтверджує передбачення десятирічної давнини з приголомшливою точністю, але й підкреслює зростаючу здатність LHCb надавати високоточні результати у складних експериментальних умовах.
Z-бозон, фундаментальна частинка, є однією з найважчих відомих елементарних частинок. Його існування, відкрите в 1980-х роках, допомогло підтвердити Стандартну модель фізики елементарних частинок. Z-бозон діє як посередник слабкої ядерної сили, відіграючи вирішальну роль у субатомних процесах. Точні вимірювання його маси життєво важливі для дослідження Стандартної моделі та вивчення потенційної нової фізики.
Експеримент LHCb зареєстрував 174 000 розпадів Z-бозонів на мюонні пари, щоб досягти вимірювання маси 91 184,2 МеВ з вражаючою низькою невизначеністю 9,5 МеВ. Цей рівень точності, в межах 0,01%, відповідає теоретичним прогнозам і узгоджується з попередніми результатами попередніх експериментів. Унікальна конструкція LHCb, оптимізована для захоплення частинок, викинутих в одному напрямку, довела свою універсальність.
Представник LHCb Вінченцо Вагноні заявив: «Висока світність LHC має потенціал кинути виклик точності вимірювання маси Z-бозона з LEP – щось, що здавалося немислимим на початку програми LHC». Цей успіх прокладає шлях для ще більш точних аналізів на майбутньому High-Luminosity LHC. Це також створює сильний прецедент для додаткових вимірювань з інших експериментів, що дозволяє досягти ще нижчих невизначеностей.
Цей результат є потужною демонстрацією того, як інноваційний дизайн детектора та ретельний аналіз можуть розширити межі відомої фізики. Оскільки пошук CERN глибшого розуміння триває, це відкриття може навіть натякати на нові явища, які чекають на відкриття. Наслідки цього дослідження можуть призвести до глибшого розуміння Всесвіту та його фундаментальних компонентів.