Enerji Departmanı'nın Fermi Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı'ndaki bilim adamları, tek bir deneyle W bozonunun kütlesinin dünyanın en hassas ölçümünü gerçekleştirdiler. Diğer ölçümlerle birlikte, W bozonu kütlesinin daha sıkı anlaşılması, araştırmacıları zor Higgs bozonu parçacığının kütlesine yakınlaştıracaktır.
Higgs parçacığı, diğer parçacıklara kütlelerini verdiğine inanılan teorik fakat henüz görülmemiş bir parçacıktır ve “Tanrı parçacığı” olarak da adlandırılır. Bir protondan yaklaşık 85 kat daha ağır olan W bozonu, radyoaktif beta bozunmasını sağlar ve güneşi parlatır.
Bugünkü duyuru, Fermilab'daki uluslararası DZero işbirliğiyle ilgili bir hafta içinde ikinci büyük keşif oldu. Bu haftanın başlarında grup, Fermilab’ın Tevatron çarpıştırıcısında tek bir üst kuark üretildiğini açıkladı.
DZero, 18 ülkedeki 90 kurumdan yaklaşık 550 fizikçinin uluslararası bir deneyidir. ABD Enerji Bakanlığı, Ulusal Bilim Vakfı ve bir dizi uluslararası fon ajansı tarafından desteklenmektedir. Geçen yıl, işbirliği DZero parçacık dedektörü ile yapılan ölçümlere dayalı 46 bilimsel makale yayınladı.
W bozonu, zayıf nükleer kuvvetin taşıyıcısı ve Higgs bozonunu da öngören temel parçacıkların ve kuvvetlerin Standart Modelinin önemli bir unsurudur. Tam kütlesi, 1995'te Fermilab'da keşfedilen temel bir parçacık olan W bozonu ve üst kuark üzerindeki ince kuantum etkilerini inceleyerek Higgs bozonunun muhtemel kütlesini tahmin etmek için hesaplamalarda çok önemlidir.
DZero deneyi üzerinde çalışan bilim adamları şimdi W bozonunun kütlesini yüzde 0,05 hassasiyetle ölçtüler. DZero ile ölçülen parçacığın tam kütlesi 80.401 +/- 0.044 GeV / c ^ 2'dir. İşbirliği, Pazar günü Rencontres de Moriond olarak bilinen Electroweak Etkileşimleri ve Birleşik Teoriler konulu yıllık konferansta sonucunu sundu.
“Bu güzel ölçüm, Tevatron'un gücünü hassas bir araç olarak gösteriyor ve Standart Model için sipariş ettiğimiz stres testinin daha stresli ve daha açık hale geldiğini gösteriyor,” diyor Fermilab teorisyeni Chris Quigg.
DZero ekibi, W bozonunun elektronlara ve elektron nötrinolarına bozulmasını ölçerek W kütlesini belirledi. Ölçümün yapılması, DZero parçacık dedektörünün yüzde üçte biri kadar bir doğrulukla kalibre edilmesini gerektiriyordu; öğrenciler de dahil olmak üzere bir grup bilim insanından birkaç yıl çaba gerektiren zorlu bir görev.
1983 yılında Avrupa laboratuvarı CERN'de keşfinden bu yana, Fermilab ve CERN'deki birçok deney W bozonunun kütlesini sürekli artan bir hassasiyetle ölçmüştür. Şimdi DZero, Fermilab'daki Tevatron parçacık çarpıştırıcısı tarafından verilen büyük veri örneğinin özenli analiziyle en iyi hassasiyeti elde etti. DZero sonucunun önceki sonuçlarla tutarlılığı, kullanılan farklı kalibrasyon ve analiz tekniklerinin geçerliliğinden bahseder.
Fermilab'dan DZero ortak sözcüsü Dmitri Denisov, “Bu, Tevatron'daki en zorlu hassas ölçümlerden biri” dedi. “Standart Modelin bu temel parametresi hakkındaki bilgilerimizi geliştirmek için 5.500 tonluk dedektörü oluşturmak, verileri toplamak ve yeniden yapılandırmak ve daha sonra karmaşık analizi yapmak bizim işbirliğimizden uzun yıllar çaba gösterdi.”
Kaynak: Fermilab
