Оценочные значения
M
W
, найденные разными научными группами. Эксперимент
D0
, как и CDF, проводился на «Теватроне», остановленном в прошлом году, а детекторы
DELPHI
,
ALEPH
,
OPAL
и
L3
были смонтированы на коллайдере LEP, который прекратил работу в 2000-м. Серым отмечено новое среднемировое значение
Масса W-бозона определена с рекордной точностью
Коллаборация
CDF
, проводившая эксперименты на протон-антипротонном коллайдере «
Теватрон
», уточнила массу
W
-бозона
.
Изменение характеристик одной элементарной частицы может показаться малозначимым событием, однако в
Стандартной модели
одним из важнейших параметров становится именно масса
W
-бозона
M
W
, тесно связанная со свойствами электрослабого взаимодействия. Оценка
M
W
, массы нейтрального
Z
-бозона и
топ-кварка
t
позволяет протестировать модель и установить теоретические ограничения на массу бозона Хиггса
H
. Современные усреднённые величины
M
W
= 80 399 ± 23 МэВ и
m
t
= 173,2 ± 0,9 ГэВ, скажем, дают
m
H
= 92
+34
–26
ГэВ.
С целью измерения массы
W
-бозона детектор CDF регистрирует распады этой частицы на заряженные лептоны и нейтрино. Общая схема распадов имеет вид
W
→
lν
l
, где на месте
l
может стоять либо символ электрона
e
, либо обозначение мюона
μ
. Чтобы оценить
M
W
, учёные определяют поперечные компоненты импульсов лептона и нейтрино и
поперечную массу
.
Около пяти лет назад сотрудники CDF уже находили довольно точное значение
M
W
, используя небольшой массив опытных данных, отвечающий
интегральной светимости
в 200 пб
–1
. В новом исследовании учитывалась информация, собранная в 2002–2007 годах, и объём статистики был увеличен сразу до 2 200 пб
–1
. Как выяснилось, этот массив содержал около миллиона полезных событий: 470 126 кандидатов в
W
-бозоны, распавшиеся на
eν
e
, и 624 708 случаев распада на
μν
μ
.
Завершив обработку данных, физики определили, что масса
W
-бозона должна составлять 80 387 ± 19 МэВ. Результат уступает указанной выше величине, усреднённой по нескольким экспериментам, и имеет меньшую неопределённость. Вероятнее всего, в скором времени среднемировая оценка
M
W
будет снижена до 80 390 ± 16 МэВ.
Теоретическая оценка
m
H
, рассчитанная с использованием новой
M
W
, выглядит как 90
+29
–23
ГэВ, а верхний предел массы хиггсовского бозона (на уровне достоверности в 95%) теперь можно установить на отметке в 145 ГэВ. Такие расчёты в целом согласуются с прошлогодними экспериментальными результатами, которые
получили
детекторы
ATLAS
и
CMS
на Большом адронном коллайдере. По сообщению коллабораций ATLAS и CMS, масса
m
H
не превышает 127 ГэВ, а опуститься ниже 114 ГэВ ей не позволяют данные с Большого–электрон-позитронного коллайдера
LEP
.
Полный вариант отчёта об экспериментах на «Теватроне» можно загрузить
отсюда
.