UCL: 입자 질량 측정이 표준 모델과 일치하지 않음 – 인도 교육 | 최신 교육 뉴스 | 글로벌 교육 뉴스

전 세계 400명의 과학자가 참여하는 Fermilab Collider Detector Collaboration(CDF)은 자연의 힘을 전달하는 입자 중 하나인 W 보존의 질량을 측정했습니다.

측정값은 입자 물리학의 표준 모델에 기반한 예상 값과 일치하지 않습니다. 이는 아직 발견되지 않은 새로운 조각이 장기 이론에 추가되어야 할 수도 있음을 나타냅니다.

UCL의 고에너지 물리학 그룹 의장이자 CDF 협력: 방사성 베타 붕괴와 태양 내부에서 발생하는 일부 핵 과정을 매개하는 약한 핵력을 담당합니다.

“W 보손의 무게를 정확히 측정하여 무거운 입자와 관련된 양자 변동을 고려한 표준 모델 계산을 테스트하고 있습니다.

“이 최신 측정은 예상했던 것과 다르며, Fermilab 및 CERN과 같은 다른 실험의 최근 증거에 추가되어 입자 물리학의 표준 모델에는 일부 핵심 요소(아마도 새로운 입자 또는 힘)가 누락될 수 있습니다.

“결과에 대한 정밀 조사와 확인이 필요합니다. 표준 모델 및 기타 모델과의 이러한 편차가 향후 몇 년 동안 실제로 확인된다면 입자 물리학의 새 시대가 열릴 것입니다.”

10년의 신중한 분석
미국 페르미 국립가속기연구소(Fermilab)의 CDF 협업이 10년 간의 공들인 분석 끝에 오늘 그 결과를 발표했다.

공동 작업을 통해 수집된 데이터를 사용하여 과학자들은 이제 이전 최고의 측정 정확도의 두 배인 0.01%의 정확도로 입자의 질량을 결정했습니다.

이 새로운 질량 측정은 과학자들이 표준 모델에 설명된 이론을 사용하여 질량을 계산할 때 예상되는 결과와 다릅니다.

팀은 2011년 데이터 수집을 중단한 경우에도 2003년에 시작된 시험 실행에서 수집한 데이터를 사용했습니다. 과학 기술 시설 위원회(STFC)는 2000년부터 2012년까지 CDF에 자금을 지원했습니다.

STFC의 프로그램 담당 전무이사인 Graham Blair 교수는 “새로운 이해에 더 가까이 다가가기 위해 수년 동안 숫자를 세밀하게 분석한 과학의 미묘한 노력의 결과가 나타나고 있습니다. 표준 모델 외부의 물리학은 몇 분 안에 나올 수 있습니다. 반복, 흥미진진한 새로운 해답을 제시합니다.” STFC는 대강입자 충돌기(Large Hadron Collider) 및 기타 전세계 실험에서 표준 모델 이상의 물리학을 찾는 영국 과학자들을 자랑스럽게 계속 지원하고 있습니다.”

새 값이 일부 이전 W boson 질량 측정과 일치하지만 이전 결과와도 상당한 차이가 있으므로 결과를 확인하려면 더 많은 측정이 필요합니다.

힘든 일
W 보손은 약한 핵력의 메신저 입자이며 태양을 비추고 방사성 입자가 붕괴하는 핵 과정을 담당합니다.

Fermilab에 있는 Tevatron 충돌기의 고에너지 입자 충돌을 사용하여 CDF 공동 작업은 1985년부터 2011년까지 W 보손을 포함하는 방대한 양의 데이터를 수집했습니다.

CDF 연구원들은 30년 이상 동안 W 보존의 질량을 점점 더 정확하게 측정하기 위해 노력해 왔습니다. 이 결과는 Fermilab에서 Tevatron Collider의 두 번째 실행에서 수집된 전체 데이터 세트를 사용합니다. 이는 2012년에 발표된 협업 분석에 사용된 수의 약 4배인 420만 필터 보존의 관찰을 기반으로 합니다.

CDF Collaboration은 영국을 포함한 23개국 54개 기관의 400명의 과학자들로 구성되어 있습니다. 여기에는 UCL과 글래스고, 리버풀, 옥스포드 대학의 연구원이 포함됩니다.