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W玻色子寬度獲迄今最精確測量
2024-04-15 10:05:11   來源:科技日報

據歐洲核子研究中心(CERN)官網10日報道,該機構超環面儀器實驗(ATLAS)合作組首次在大型強子對撞機(LHC)上,對W玻色子寬度開展了迄今最精確測量。得出的平均值為2202±47MeV(兆電子伏特),與標準模型預測值2088±1MeV基本一致。


2012年,科學家發現希格斯玻色子,填補了粒子物理學標準模型最后一塊“拼圖”。但仍有很多問題有待解決,如暗物質的性質和正反物質不對稱的起源究竟是什么?是否存在新物理現象?


科學家表示,W玻色子的寬度或能為新物理現象提供線索。W玻色子是弱力帶電載體,粒子的寬度與其壽命直接相關。如果W玻色子衰變為尚未發現的新粒子,將影響測得的寬度值。標準模型基于帶電弱力強度和W玻色子質量來精確預測其寬度。如果測得的寬度值與預測明顯不一致,預示著可能存在新物理現象。


此前科學家已在CERN的大型正負電子對撞機和費米實驗室的兆電子伏特對撞機上測量了W玻色子寬度,得出平均值為2085±42MeV,與預測值一致。在最新研究中,ATLAS合作組利用LHC第1輪運行期間收集的能量為7TeV(太電子伏特)的質子—質子對撞數據,首次在LHC上測得W玻色子寬度為2202±47MeV。這是迄今單次實驗進行的最精確測量,雖然更寬,但與預測值的偏差在2.5個標準誤差內。


ATLAS合作組也同時測量了W玻色子的質量,并提高了測量精度。結果顯示,W玻色子質量最新測量值為80367±16MeV,與標準模型預測一致。


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