Gli scienziati del Fermi National Accelerator Laboratory del Dipartimento dell'Energia hanno ottenuto la misura più precisa al mondo della massa del bosone W con un singolo esperimento. In combinazione con altre misurazioni, una più stretta comprensione della massa del bosone W porterà anche i ricercatori più vicini alla massa della sfuggente particella di bosone di Higgs.
La particella di Higgs è una particella teorica ma non ancora vista, chiamata anche "particella di Dio", che si ritiene dia la massa ad altre particelle. Il bosone W, che è circa 85 volte più pesante di un protone, consente il decadimento beta radioattivo e fa splendere il sole.
L'annuncio di oggi segna la seconda grande scoperta in una settimana per la collaborazione internazionale DZero a Fermilab. All'inizio di questa settimana, il gruppo ha annunciato la produzione di un singolo quark al collider Tevatron di Fermilab.
DZero è un esperimento internazionale di circa 550 fisici di 90 istituzioni in 18 paesi. È supportato dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, dalla National Science Foundation e da una serie di agenzie di finanziamento internazionali. Nell'ultimo anno, la collaborazione ha pubblicato 46 articoli scientifici basati su misurazioni effettuate con il rilevatore di particelle DZero.
Il bosone W è un portatore della debole forza nucleare e un elemento chiave del modello standard di particelle e forze elementari, che predice anche il bosone di Higgs. La sua massa esatta è cruciale per i calcoli per stimare la probabile massa del bosone di Higgs studiando i suoi sottili effetti quantici sul bosone W e sul quark top, una particella elementare scoperta a Fermilab nel 1995.
Gli scienziati che lavorano all'esperimento DZero hanno misurato la massa del bosone W con una precisione dello 0,05 percento. La massa esatta della particella misurata da DZero è 80,401 +/- 0,044 GeV / c ^ 2. La collaborazione ha presentato i risultati alla conferenza annuale sulle interazioni elettrode e le teorie unificate nota come Rencontres de Moriond domenica.
"Questa bellissima misurazione illustra la potenza del Tevatron come strumento di precisione e significa che lo stress test che abbiamo ordinato per il Modello Standard diventa più stressante e più rivelatore", ha affermato il teorico di Fermilab Chris Quigg.
Il team di DZero ha determinato la massa W misurando il decadimento dei bosoni W in elettroni e neutrini elettronici. L'esecuzione della misurazione ha richiesto la calibrazione del rivelatore di particelle DZero con una precisione di circa il trecentesimo dell'uno percento, un compito arduo che ha richiesto diversi anni di impegno da parte di un team di scienziati, tra cui studenti.
Dalla sua scoperta nel laboratorio europeo del CERN nel 1983, molti esperimenti presso Fermilab e CERN hanno misurato la massa del bosone W con precisione sempre maggiore. Ora DZero ha raggiunto la massima precisione con la scrupolosa analisi di un ampio campione di dati fornito dal collettore di particelle Tevatron a Fermilab. La coerenza del risultato DZero con i risultati precedenti parla della validità delle diverse tecniche di calibrazione e analisi utilizzate.
"Questa è una delle misurazioni di precisione più impegnative al Tevatron", ha dichiarato il portavoce DZero Dmitri Denisov, di Fermilab. "Ci sono voluti molti anni di sforzi dalla nostra collaborazione per costruire il rivelatore da 5.500 tonnellate, raccogliere e ricostruire i dati e quindi eseguire analisi complesse per migliorare la nostra conoscenza di questo parametro fondamentale del Modello standard."
Fonte: Fermilab
