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(jù)歐洲核子研究中心（CERN）官網(wǎng)10日報道，該機構(gòu)超環(huán)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(fā)現(xiàn)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(zhì)的性質(zhì)和正反物質(zhì)不對稱的起源究竟是什么？是否存在新物理現(xiàn)象？
科學家表示，W玻色子的寬度或能為新物理現(xiàn)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?yōu)樯形窗l(fā)現(xiàn)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(zhì)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(xiàn)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(zhì)子—質(zhì)子對撞數(shù)據(jù)，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(nèi)。
ATLAS合作組也同時測量了W玻色子的質(zhì)量，并提高了測量精度。結(jié)果顯示，W玻色子質(zhì)量最新測量值為80367±16MeV，與標準模型預測一致。
