โดย นาตาลี Wolchover เผยแพร่ 23 กุมภาพันธ์ 2012
นักฟิสิกส์ที่ Fermilab ในชิคาโกได้ปรับปรุงการวัดฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ เว็บตรงอนุภาคย่อยอะตอมที่เรียกว่า W boson ผลลัพธ์ของพวกเขาไม่เพียง แต่ช่วยให้นักฟิสิกส์เข้าใจอนุภาคแปลกใหม่ได้ดีขึ้นเท่านั้น นอกจากนี้ยังจํากัดช่วงของพลังงานที่เป็นไปได้ของลูกพี่ลูกน้องที่ฉูดฉาดกว่าของ W ให้แคบลง Higgs boson ซึ่งได้รับการขนานนามว่า “อนุภาคพระเจ้า” ในสื่อ
เพื่อให้ได้ค่าใหม่และการปรับปรุงสําหรับมวล W boson นักฟิสิกส์ที่ทํางานเกี่ยวกับการทดลอง CDF
(Collider Detector at Fermilab) ได้วิเคราะห์ข้อมูลจากการชนกันของอนุภาคหลายร้อยล้านภายใน Tevatron ซึ่งเป็นตัวเร่งอนุภาคที่ Fermilab Tevatron ไม่ได้เล่นปิงปองกับอนุภาคกต่อไป — มันปิดตัวลงเพื่อฤดูใบไม้ร่วงที่ผ่านมาที่ดี — แต่ข้อมูลจํานวนมากนี้ถูกรวบรวมในช่วงสี่ปีก่อนเกษียณอายุ
ทีม CDF ประกาศผลใหม่ในการสัมมนาเช้านี้ (23 ก.พ.) ปรากฎว่า W boson มีพลังงาน (เทียบเท่ากับมวล) ที่ 80.387 พันล้านอิเล็กตรอนโวลต์หรือกิกะอิเล็กตรอนโวลต์ (GeV) บวกหรือลบ 19 ล้านอิเล็กตรอนโวลต์ซึ่งเป็นขอบข้อผิดพลาดที่แคบกว่าที่มีอยู่ก่อนหน้านี้ (สําหรับการเปรียบเทียบโปรตอนมีมวลประมาณ 0.938 GeV) ระดับใหม่ของความมั่นใจช่วยลดขอบเขตบนของมวลของ Higgs จาก 161 GeV เป็น 145 GeV [แกลลอรี่: ค้นหาฮิกส์โบสัน]
”ในโลกของเราเราชนโปรตอนและแอนติโปรตอนเข้าด้วยกัน ซึ่งหมายความว่าเรากําลังชนกันสามควาร์กภายในโปรตอนด้วยแอนตี้ควาร์กสามตัว [ภายในแอนติโปรตอน] และบางครั้งสิ่งนี้ก็ทําให้ W boson” โรเซอร์บอกกับ LiveScience ควาร์กเป็นส่วนประกอบสําคัญของโปรตอนและแอนตี้ควาร์กเป็นปฏิสสารที่เทียบเท่ากัน
อย่างไรก็ตามเมื่อควาร์กทั้งสามชนกับควาร์กสามอนุภาคมีเพียงสองอนุภาคเท่านั้น – อนุภาคที่อยู่ข้างหน้าเพื่อที่จะพูด – ทุบตีกันจริง ๆ และนักวิทยาศาสตร์จึงไม่รู้เรื่องราวทั้งหมดของการกระจายพลังงานในการชนกัน เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ Roser กล่าวว่าเขาและเพื่อนร่วมงานของเขาต้องเฉลี่ยผลลัพธ์ของการทิ้งระเบิดโปรตอน – แอนตี้โปรตอนหลายล้านล้านครั้งและเลือกกิจกรรมการผลิต W boson ที่ดีที่สุดจากหมู่ล็อต จากนั้นพวกเขาเปรียบเทียบเหตุการณ์เหล่านี้กับเทมเพลตจําลองด้วยคอมพิวเตอร์ว่ามวล W สามารถเป็นอย่างไร “เราเห็นว่าอันไหนตรงกันที่สุด”
โรเซอร์กล่าวว่าการรู้มวลของ W boson เป็นตัวเลขสําคัญใน Standard Model ซึ่งเป็นร่างของกฎหมาย
ที่อธิบายพลวัตระหว่างอนุภาคย่อยอะตอม “มันถูกใช้ทุกที่ในแง่ของการคํานวณ” โรเซอร์กล่าว เมื่อนักฟิสิกส์พยายามทําความเข้าใจธรรมชาติของ supersymmetry พิสูจน์การมีอยู่ของอนุภาคที่เรียกว่า Z boson หรือคํานวณปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคพวกเขาเรียกร้องให้มวลของ W
Supersymmetry ชี้ให้เห็นว่านอกเหนือจากอนุภาคที่รู้จักทั้งหมดแล้วยังมีอนุภาคพันธมิตรที่มีมิติพิเศษอยู่ เรียกว่า “sparticles” สิ่งเหล่านี้แตกต่างจากพันธมิตร “ปกติ” ของพวกเขาโดยครึ่งหน่วยของการหมุนซึ่งเป็นหนึ่งในลักษณะพื้นฐานของอนุภาคมูลฐาน [อนุภาคเล็ก ๆ ที่เจ๋งที่สุดในธรรมชาติ]
”นี่เป็นชิ้นส่วนสําคัญของปริศนาและเรารู้ดีว่าเราเคยรู้จักมัน”
มวลของ W boson ยังมีประโยชน์โดยความสัมพันธ์พิเศษกับอนุภาค Higgs ที่เข้าใจยาก มวลชนของ W boson, Higgs boson และสิ่งที่เรียกว่าท็อปควาร์กซึ่งเป็นหนึ่งในหกรสชาติของควาร์กมี “ความสัมพันธ์เชิงเส้น” โรเซอร์อธิบาย การรู้ค่าที่แน่นอนของสองค่าใด ๆ หมายความว่าคุณสามารถคํานวณค่าของสามได้ มวลของควาร์กด้านบนเป็นที่รู้จักกันภายในระยะขอบของข้อผิดพลาด 1 เปอร์เซ็นต์และการปรับปรุงใหม่ในการวัดมวลของ W boson จึงทําให้ช่วงในค่าที่เป็นไปได้ของมวลของ Higgs แน่นขึ้น
หรือที่เรียกว่า “อนุภาคพระเจ้า” ฮิกส์โบสันถูกคิดว่าจะสร้างสนามที่แทรกซึมอยู่ในอวกาศและทําให้สสารทั้งหมดในจักรวาลเต็มไปด้วยมวล นักฟิสิกส์กําลังร้อนแรงบนเส้นทางที่ห้องปฏิบัติการ CERN ในสวิตเซอร์แลนด์ แต่ยังไม่ได้รับการระบุในเชิงบวก ทีม CDF จะประกาศผลการค้นหาอนุภาค Higgs โดยตรงในกสองสัปดาห์ฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ เว็บตรง
