Резултати деценијске анализе у којој су научници мерили масу W бозона наговештавају да ове елементарне честице имају знатно већу масу него што предвиђа Стандардни модел физике елементарних честица. Уколико би ово откриће било потврђено, неминовно би били уздрмани темељни закони квантне физике.
Физичари су открили да је маса елементарне честице која се зове W бозон за 0,1 већа – мала разлика која би могла да наговести огроман помак у физици елементарних честица.
Мапа елементарних честица
Резултати мерења, објављени у часопису Сајенс, установљени су на једном од старијих модела сударача честица у Националној акцелераторској лабораторији „Ферми“ у Батавији, у Илиноису, који је последњи пут разбио протоне пре једне деценије.
Око четиристо чланова научног тима Collider Detector Fermilab (CDF) наставило је да анализира W бозоне које произвео сударач, назван Теватрон, тражећи могуће изворе грешака како би достигли што већи ниво прецизности.
Угрожени основни постулати квантне физике
Ако се овај вишак масе W бозона у односу на стандардно теоријско предвиђање може независно потврдити, налаз би имплицирао постојање неоткривених честица или сила и захтевао би темељно преиспитивање закона квантне физике из претходних пола века.
„Ово би била потпуна промена у начину на који ми видимо свет“, наглашава Свен Хајнемајер, физичар Института за теоријску физику у Мадриду, који није био део тима са CDF-а. „Хигсови бозони се добро уклапају у раније познату слику. Ово би била потпуно нова област у коју тек треба ући“, наглашава Хајнемајер.
Ово откриће се појавило у тренутку када заједница физичара настоји да открије мане у Стандардном моделу елементарних честица, скупу једначина који обухвата све познате честице и силе.
Познато је да је Стандардни модел некомплетан и да у њему постоје велике непознанице и мистерије, као што је, на пример, природа тамне материје.
Међутим, научна заједница је и даље уздржана и не прославља ново откриће. Док ново мерење масе W бозона, узето само за себе, увелико одступа од предвиђања Стандардног модела, други експерименти који су се бавили овим мерењима, дали су мање драматичне (иако мање прецизне) резултате.
Године 2017, на пример, АТЛАС експеримент на европском Великом хадронском сударачу, измерио је масу W честице и открио да има незнатно већу масу од онога што каже Стандардни модел. Сукоб између CDF-а и АТЛАС-а сугерише да су једна или обе групе истраживача превидели неке суптилне карактеристике својих експеримената.
„Желео бих да то буде потврђено и да разумем разлику у односу на ранија мерења“, инсистира Гијом Унал, физичар у Церновој лабораторији и члан експеримента АТЛАС. „W бозон мора бити исти са обе стране Атлантика“.
„То је монументалан рад“, рекао је Френк Вилчек, добитник Нобелове награде за физику са Технолошког института у Масачусетсу, „Али је тешко одредити шта да се ради с њим“.
Слаби бозони
W бозони, заједно са Z бозонима, посредују у слабој сили, једној од четири фундаменталне силе универзума. За разлику од гравитације, електромагнетизма и јаке силе, слаба сила не гура или вуче толико, већ претвара теже честице у лакше.
Мион (негативно наелектрисана елементарна честица која заједно са електроном и тау честицом спада у групу лептона) спонтано се распада у W бозон и неутрино, на пример, а W бозон тада постаје електрон и други неутрино (ненаелектрисане честице које спадају у фермионе).
Повезана субатомска промена облика узрокује радиоактивност и помаже да Сунце сија.
Током последњих 40 година у различитим експериментима су мерена масе W и Z бозона. Маса W бозона се показала посебно привлачном метом.
Док се маса других честица једноставно мора измерити и прихватити као природна чињеница, маса W бозона се може предвидети комбиновањем прегршт других мерљивих квантних својстава у једначинама Стандардног модела.
Деценијама, експериментатори у Фермилабу и другде су користили мрежу веза која окружује W бозон како би покушали да открију додатне честице.
Када су истраживачи имали тачна мерења појмова који највише утичу на масу W честице – бројева попут јачине електромагнетне силе и масе Z – могли су да утврде ефекте који повлаче њену масу.
Овај приступ је омогућио физичарима да предвиде масу честице зване врхунски кварк, која додаје масу W бозону, непосредно пре открића врхунског кварка 1995. године. И поновили су подвиг двехиљадитих да би предвидели масу Хигсовог бозона, пре него што је откривен.
Knjige savremenih novosadskih autora koje morate da pročitate
Преузмите андроид апликацију.
