CERN
Участники коллаборации CMS на Большом адронном коллайдере провели самое точное измерение массы топ-кварка — самой тяжелой из известных элементарных частиц. Последний результат оценивает значение массы топ-кварка с точностью 0,22%. Существенный прогресс в этой работе был достигнут за счет новых методов анализа и усовершенствованных процедур, позволивших последовательно и одновременно обрабатывать различные погрешности измерения, утверждается в пресс-релизе коллаборации CMS.
Точное знание массы топ-кварка имеет первостепенное значение для понимания физической картины мира на самых мелких масштабах. Решающее значение оно также имеет для проверки внутренней непротиворечивости математического аппарата описания всех элементарных частиц, так называемой Стандартной модели. Точно так же, как из масс W-бозона, одного из переносчиков слабого взаимодействия, и бозона Хиггса можно вывести массу топ-кварка, Стандартная модель способна предсказывать на основе масс топ-кварка и бозона Хиггса массу W-бозона. Напрямую от конкретных значений масс бозона Хиггса и топ-кварка зависит и общая стабильность Вселенной. В настоящее время известно, что она очень близка к метастабильному состоянию, однако это все с точностью до современных измерений массы топ-кварка. Если бы его масса была хоть немного иной, то Вселенная в долгосрочной перспективе оказалась бы менее стабильной, исчезнув в конечном итоге в результате какого-либо события, напоминающего Большой взрыв.
Чтобы получить новое значение массы топ-кварка, были использованы данные о столкновениях между протонами в Большом адронном коллайдере, собранные детектором CMS в 2016 году. Путем чрезвычайно точной калибровки этих данных ученые добились максимального снижения всех оставшихся экспериментальных и теоретических неопределенностей и уточнили их взаимозависимости. В дальнейшем инновационные методы математического анализа позволили произвести уточненные оценки этих неопределенностей и получить результат — 171,77±0,38 ГэВ, что хорошо согласуется с предыдущими измерениями и с предсказаниями Стандартной модели. Следующий большой шаг в этом направлении ожидается тогда, когда тот же подход удастся применить к более обширному набору данных, полученных детектором CMS в 2017 и 2018 годах.
Источник: gazeta.ru
