Физики измерили массу W-бозона на Большом адронном коллайдере

Это стало первым измерением для эксперимента CMS на БАК, выполненным с использованием новой методики.

В результате анализа данных, собранных в 2016 году, учёные CMS установили, что масса W-бозона составляет 80 360,2 ± 9,9 мегаэлектронвольта, что соответствует теоретическим предсказаниям. Это десятое измерение массы W-бозона, проведённое с 1983 года. Точные данные о его значении имеют важное значение для понимания взаимодействия частиц и сил в природе. Отклонения в массе могут указывать на существование новых частиц или сил.

Учёные разработали новый высокоточный метод измерения, который позволяет достичь точности до 0,01%. Чтобы получить полный результат, они анализировали данные о распадах частиц, несмотря на сложность учёта трудноуловимых нейтрино, которые являются одним из продуктов распада W-бозона.

В рамках эксперимента учёные проанализировали миллиарды смоделированных столкновений и реальные данные, что позволило им выявить незначительные изменения в работе модернизированных приборов. Исследователи разработали новые подходы к анализу, сосредоточившись исключительно на W-бозонах. Это способствовало более глубокому пониманию процессов, происходящих в детекторе CMS.

Элизабетта Манка, учёный из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, отметила, что новый уровень точности даст возможность более детально исследовать бозоны W, Z и Хиггса. Это долгосрочное исследование, начатое Манкой ещё во время обучения в университете, стало важным вкладом в физику частиц.