Döbbenetes felfedezést tettek, felborulhat a részecskefizika standard modellje
Közel egy évtizedig tartó elemzés után fizikusok lemérték az egyik kulcsfontosságú részecske pontos tömegét.
Twenty20
A részecskefizika standard modellje az 1970-es években történt kidolgozása óta rendkívül sikeresen magyarázza a részecskék kölcsönhatásait és a legtöbb alapvető erőt. Igaz, hogy nem fed le mindent – a főbb hiányzó darabok közé tartozik a sötét anyag és még a gravitáció is –, azonban amit igen, azok következetesen megállják a helyüket az igazoló kísérletekben, nemrégiben azonban rábukkantak egy részecskére, ami alapjaiban felboríthatja az elméleteket.
A részecskék tömege kiszámítható a standard modellben szereplő más részecskékkel való kapcsolatuk révén, ezt a megjósolt tömeget később össze lehet hasonlítani a részecskeütköztetőkben végzett tényleges mérésekkel, hogy tesztelni lehessen a hipotézis konzisztenciáját. Ez a folyamat most egy jelentős eltéréshez vezetett, köszönhetően egy W-bozon nevű részecskének – olvasható a Science folyóiratban publikált tanulmányban.
A W-bozonok gyenge erőt hordozó elemi részecskék, amelyek olyan nukleáris folyamatokat közvetítenek, mint amilyenek a Napban zajlanak; a standard modell szerint tömegük a Higgs-bozon és egy top kvark nevű szubatomi részecske tömegéhez kapcsolódik.
A Collider Detector at Fermilab (CDF) projektben részt vevő közel 400 tudós egy évtizeden át vizsgálta a Tevatron ütköztető 26 év adataiból összegyűjtött 4,2 millió W-bozonjelöltet – ebből a „kincsesbányából” a csapat 0,01 százalékos pontossággal ki tudta számítani a W-bozon tömegét, ami kétszer olyan pontosnak bizonyult, mint a korábbi legjobb mérések.
Számításaik alapján a W-bozon tömege 80 433,5 megaelektronvolt (MeV), az eltérés pedig mindössze 9,4 MeV mindkét oldalon – ez néhány korábbi mérés hibatartományán belül van, de jóval kívül esik a standard modell által megjósolt értéken.
Az anomáliát tovább erősíti, hogy a W-bozon tömegét nemrég a Nagy Hadronütköztető adatai alapján is megmérték egy januárban megjelent tanulmányban, ekkor 80,354 MeV-ot kaptak, ami közel van a standard modell által megadott értékekhez.
Ha az ominózus számadat beigazolódik, az utalhat ismeretlen részecskékre vagy a standard modellen túlmutató fizikára, amelyek mind-mind átírhatják a törvényszerűségeket, így a tudósoknak új magyarázattal kell majd szolgálniuk a jelenségek kapcsán.
