Физики из эксперимента CMS на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН получили одно из самых точных на сегодняшний день измерений массы W-бозона. Результат — 80 360,2 ± 9,9 мегаэлектронвольт — полностью укладывается в рамки Стандартной модели элементарных частиц, которая остаётся главной теорией, описывающей строение материи и фундаментальные взаимодействия.
W-бозоны — это частицы, которые «отвечают» за так называемое слабое ядерное взаимодействие. В Стандартной модели их масса жёстко связана с другими параметрами теории, поэтому любое отклонение в её измерении могло бы означать либо ошибку эксперимента, либо существование новой физики, выходящей за рамки нынешних представлений. В 2022 году именно это, казалось, и произошло: коллаборация CDF из американского ускорителя «Тэватрон» после десяти лет работы сообщила о значении 80 433,5 ± 9,4 мегаэлектронвольт — заметно выше предсказанного.
Чтобы разобраться в противоречии, физики CMS под руководством Анади Канепа из Национальной лаборатории Ферми проанализировали данные более 117 миллионов столкновений протонов при энергии 13 тераэлектронвольт. Ключевым инструментом стали распады W-бозона на мюон и нейтрино, а точность метода проверялась через наблюдение хорошо изученных частиц — J/ψ-мезона, Υ(1S) и Z-бозона. Статья с результатами опубликована в журнале Nature, сообщает nplus1.ru.
Полученное значение массы совпало с теоретическим предсказанием Стандартной модели — 80 353 ± 6 мегаэлектронвольт — и оказалось несовместимым с результатом CDF. Тем самым аномалия 2022 года, наделавшая в научном мире немало шума, фактически не получила подтверждения. «Придётся искать новую физику в другом месте», — прокомментировал один из исследователей.
