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डब्ल्यू बोसॉन के द्रव्यमान का सबसे सटीक माप मानक मॉडल से विचलित होता है

10 वर्षों के विश्लेषण और कई सत्यापन के बाद, सीडीएफ सहयोगी परियोजना के शोधकर्ताओं ने नेतृत्व किया फर्मी राष्ट्रीय त्वरक प्रयोगशाला (फर्मिलैब) ने घोषणा की कि उनके पास के द्रव्यमान का सबसे सटीक माप है डब्ल्यू बोसॉन, चार मूलभूत भौतिक अंतःक्रियाओं में से एक का वाहक। परिणाम बताते हैं कि मानक मॉडल में सुधार या विस्तार किया जाना चाहिए।

हम चार बुनियादी भौतिक अंतःक्रियाओं को जानते हैं: आकर्षण-शक्ति, कमज़ोरी, विद्युत चुम्बकीय und मजबूत बातचीत. डब्ल्यू-बोसॉन कमजोर अंतःक्रिया का वाहक है। से डेटा के आधार पर कोलाइडर डिटेक्टर फर्मिलैब (सीडीएफ) में, फर्मिलैब के वैज्ञानिकों ने डब्ल्यू बोसॉन के द्रव्यमान को 0,01% की सटीकता के साथ निर्धारित किया है। माप पहले की तुलना में दोगुना सटीक है। एक बार स्थापित होने के बाद, वैज्ञानिकों ने मानक मॉडल का परीक्षण करने के लिए नए मूल्य का उपयोग किया।

 छवि स्रोत: पिक्साबे / उन

हमने बड़ी संख्या में सुधार और अतिरिक्त जांच की। ऐसा करने से, हमें के बारे में हमारी बेहतर समझ है कण डिटेक्टर स्वयं के साथ-साथ की बातचीत की सैद्धांतिक और प्रयोगात्मक समझ में प्रगति डब्ल्यू बोसॉन अन्य कणों के साथ माना जाता है। जब हमने अंततः सभी गणनाएँ कीं, तो हमने पाया कि वे मानक मॉडल की भविष्यवाणियों से विचलित हो गए, "ड्यूक विश्वविद्यालय के आशुतोष वी। कोतवाल कहते हैं, जिन्होंने गणना करने वाले समूह का नेतृत्व किया। वह ढांचे में काम करने वाले 400 वैज्ञानिकों में से एक हैं। सीडीएफ सहयोग जुसमेनरबीटेन।

नए माप कई मामलों में पहले के मापों से सहमत हैं डब्ल्यू बोसॉनसहमत हैं, लेकिन कई मामलों में उनसे विचलित हैं। इसलिए, आगे की जांच की आवश्यकता है। फ़र्मिलाब एसोसिएट डायरेक्टर जो लाइकेन कहते हैं, ये बहुत ही पेचीदा परिणाम हैं, लेकिन इन्हें पूरी तरह से समझाने के लिए अन्य प्रयोगों द्वारा पुष्टि की जानी चाहिए।

कमजोर अंतःक्रिया का वाहक डब्ल्यू बोसॉन, अन्य बातों के अलावा, उन प्रक्रियाओं के लिए जिम्मेदार है जो सूर्य को चमकाती हैं और कणों को क्षय का कारण बनती हैं। फ़र्मिलाब, जो विज्ञान के लिए बहुत मूल्यवान है टेवाट्रॉन त्वरक 1985 और 2011 के बीच भारी मात्रा में डेटा एकत्र किया गया है। सीडीएफ माप कई वर्षों में किए गए हैं। इन मापों के परिणाम डेटा में छिपे हुए थे जिनका विस्तार से विश्लेषण किया जाना था। ऑक्सफोर्ड यूनिवर्सिटी के भौतिक विज्ञानी क्रिस हेज़ कहते हैं, जब हमें आखिरकार उन्हें मिल गया, तो हम चकित रह गए।

का द्रव्यमान W बोसोन प्रोटॉन से लगभग 80 गुना बड़ा है और लगभग 80.000 MeV/c2 है। फर्मिलैब के वैज्ञानिकों ने अब विधि निर्दिष्ट की है। उनके काम के लिए धन्यवाद, अब हम जानते हैं कि यह 80 ± 433 MeV/c9 है। यह परिणाम द्वारा शोध पर आधारित है 4,2 मिलियन डब्ल्यू बोसॉनn फर्मिलैब में किया गया।

पिछले 40 वर्षों में, कई त्वरक के प्रयोगों ने इसका अध्ययन करना संभव बना दिया है डब्ल्यू बोसॉन अनुमति देता है। ये बहुत कठिन और जटिल माप हैं जिन्हें लगातार परिष्कृत किया जा रहा है। हमारा काम कई सालों से चला आ रहा है। हमने सबसे सटीक माप किए, इसलिए हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि मापा और अपेक्षित मूल्य के बीच एक विसंगति है," इटली के नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ न्यूक्लियर फिजिक्स के सीडीएफ सहयोग प्रवक्ता जियोग्रियो चियारेली कहते हैं।

के द्रव्यमान की सबसे सटीक गणना डब्ल्यू बोसॉन मानक मॉडल के आधार पर - वे शीर्ष क्वार्क के द्रव्यमान के माप के आधार पर और हिग्स बोसॉन - 80 357 ± 6 MeV/c2 का परिणाम देता है। तो सैद्धांतिक गणना और किए गए माप के बीच का अंतर स्पष्ट है। अब आगे के प्रयोगों के लेखकों और सैद्धांतिक भौतिकविदों को उन्हें समझाने की कोशिश करनी चाहिए। यदि प्रयोगात्मक परिणामों और सैद्धांतिक गणनाओं के बीच का अंतर एक नई बातचीत की उपस्थिति के कारण है - और यह केवल एक संभावना है - तो भविष्य के प्रयोगों को इसे प्रकट करना चाहिए।