Precizno znanje o masi gornjeg kvarka od iznimne je važnosti za razumijevanje našeg svijeta u najmanjim razmjerima.
Stabilnost svemira
Saznati što je više moguće o ovoj najtežoj elementarnoj čestici je ključno jer omogućuje testiranje unutarnje konzistentnosti Standardnog modela, koji je matematički opis svih elementarnih čestica.
Standardni model, na primjer, može predvidjeti masu gornjeg kvarka ako su mase W boozona i Higgsovog bozona točno poznate. Masa W-bozona također se može izračunati pomoću mase gornjeg kvarka i Higgsovog bozona.
Iznenađujuće, unatoč značajnom napretku, teoretsko-fizička definicija mase, koja uključuje učinak ispravaka iz kvantne fizike, ostaje nedostižna.
Naše znanje o samoj stabilnosti našeg svemira ovisi o našem kombiniranom znanju o masama Higgs-bozona i gornjih kvarkova. Znamo samo da je svemir vrlo blizu metastabilnom stanju s preciznošću trenutnih mjerenja mase gornjeg kvarka. Da je masa ovog kvarka čak i malo drugačija, svemir bi dugoročno bio manje stabilan.
Potencijalno bi na kraju nestao u događaju sličnom Velikom prasku.
Neusporediva preciznost rezultata
Suradnja CMS-a na Velikom hadronskom sudaraču (LHC) izvela je najtočnije ikada mjerenje mase gornjeg kvarka – najteže poznate elementarne čestice.
Najnoviji rezultat CMS-a procjenjuje vrijednost mase gornjeg kvarka s točnošću od oko 0,22%.
Kako bi izvršili svoje posljednje mjerenje mase gornjeg kvarka, koristeći podatke o sudarima proton-protona LHC-a koje je prikupio CMS detektor 2016., CMS tim je izmjerio pet različitih svojstava sudara u kojima se proizvodi par gornjih kvarkova, umjesto do tri svojstva koja su izmjerena u prethodnim analizama. Ova svojstva ovise o masi gornjeg kvarka.
Tim je također izvršio točnu kalibraciju CMS podataka. Ovo nudi detaljno razumijevanje preostalih eksperimentalnih i teoretskih nesigurnosti i njihovih međuovisnosti.
Koristeći ovu metodu, znanstvenici bi mogli povući sve te nesigurnosti tijekom matematičkog uklapanja koje određuje konačnu vrijednost mase gornjeg kvarka. To znači da se neke od nesigurnosti mogu puno točnije procijeniti.
Rezultat, 171,77±0,38 GeV, u skladu je s prethodnim mjerenjima
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram-t.me/kozmoshr
Izvori:
