Rubbias W-bosonmassa är ”större än förväntat”. Vad kan…

Massa Rubbias W boson Det är större än förväntat. Vad kan förändras i denna fråga? Glöm för ett ögonblick den mest kända Higgs-bosonen, upptäckt vid CERN i Genève. En är nu färdig på omslaget att veta Det är W boson, som formulerades teoretiskt på 1960-talet och upptäcktes av Carlo Rubbia för vilken han delade Nobelpriset i fysik 1984 med Simon van der Meer: Tillsammans med Z-bosonen är den en av de två mellanliggande partiklarna i den svaga kraften och ansvarar bland annat för de processer av kärnkraftsförfall som driver vår sol. Kort sagt: att förstå det ur fysikens synvinkel är inte lätt. Men intuitionen spelar roll, ja. Att relatera det, eller snarare att associera det med Higgs-bosonen, är den svaga kärnkraften, ursprungligen upptäckt av Enrico Fermi och senare fulländad genom införandet av elektromagnetism i teorin. Detta för att förklara betydelsen av italiensk fysik fram till denna punkt. Nu är problemet mätvärdena. återvänd inte. Och de återvänder inte, de ifrågasätter den så kallade Standardmodellen, fysikens referensteori som beskriver elementarpartiklarnas och fundamentala krafters värld (kort sagt materia). För detta att veta Tillägna hans tidningskioskens omslag till den nya mätningen av massan av W-bosonen av FermiLab i Chicago. Titel: ”Heavyweight” Under Fat W Faktiskt: Too Heavy.

Upplever vi ”ny fysik” som förväntat, med överdriven entusiasm, genom en tidigare kontakt från Chicago FermiLab för ungefär ett år sedan? Vad vi kan säga idag, med större försiktighet, är att vi har att göra med ”den mest exakta mätningen av massan av W-bosonen någonsin” Som rapporterats av National Institute of Nuclear Physics, som samordnade deltagandet i det italienska projektet: ”Det är resultatet av en tioårig analys utförd i samarbete med CDF-experimentet (Collider Detector at Fermilab, en partikelaccelerator), som har verkat i mer än 25 år vid Fermi Laboratorys Tevatron-accelerator National Accelerator i USA Värdet som erhålls från vetenskapligt samarbete genom denna noggranna analys skiljer sig från det som förutsägs av standardmodellen, som beskriver en värld av elementarpartiklar och fundamentala krafter.” Tekniskt språk att säga att det inte var lätt att göra sådana uttalanden.

”Vi gjorde allt vi kunde för att vara strikta innan vi öppnade ”lådan” med resultat, säger Giorgio Chiarelli, en forskare vid Pisa-avdelningen för Infn och medordförande för vetenskapligt samarbete vid CDF, till Corriere della Sera.. ”I tio år validerade vi metoden utan att veta resultatet. Detta för att vi inte ska bli svajade: vi är alla män och kvinnor…ibland riskerar vi att lura oss själva att vi hittar precis det vi letar efter. Det var därför vi väntade så länge. Jag minns fortfarande när vi öppnade ”lådan” i november 2000. Det var ett väldigt speciellt ögonblick. Vi var alla på Zoom. Men även i det ögonblicket var det en väldigt lugn diskussion.” ”Som sociologen Robert Merton har sagt, tillägger Chiarelli, är en av vetenskapens grundpelare organiserad skepsis. Nu förväntar jag mig lite spänning, men jag förväntar mig också organiserad skepsis. Vi inser att vetenskapens absoluta sanning inte existerar. Sanningen är bara naturen..

”Under de senaste 40 åren har många acceleratorexperiment mätt massan av W-bosonen: dessa är komplexa mätningar men med tiden har ökande nivåer av noggrannhet uppnåtts,” kommenterade Chiarelli. ”Det har tagit oss många år att till fullo utvärdera alla olika aspekter som måste beaktas och att genomföra alla nödvändiga revisioner och verifieringar. Hittills är detta vårt starkaste mått, och skillnaden mellan förväntat värde och det uppmätta värdet kvarstår.”

Mätningen av massan av mediatorer W och Z är särskilt viktig, eftersom till skillnad från andra partiklar i standardmodellen, förutsägs deras värde av teori. Tack vare denna nya CDF-mätning bestämde forskarna massan av W-partikeln med en noggrannhet på 0,01 %, vilket är två gånger större än tidigare bästa mätningar, och detta gör att de kan testa det nuvarande teoretiska ramverket som beskriver naturen i nivå med dess grundläggande komponenter. Resultatet baserades på observation och analys av 4,2 miljoner kandidat-W-partiklar, fyra gånger så stor som den analys som publicerades av samma samarbete 2012. Det nya värdet på W-partikeln överensstämmer med många tidigare mätningar, men det finns också andra som skiljer sig från dem. . Därför kommer framtida steg att behövas för att klargöra denna aspekt.

Kort sagt, antingen är analogin fel eller så är teorin ofullständig: ”Det är den första sprickan som öppnar sig i standardmodellen,” tillade Chiarelli. Men bollen, i själva verket partikeln, passerar nu till CERN som kommer att behöva mäta om. För nu är fysikens gula färg avsedd att förbli så: det kommer att ta år.

”Om den bekräftas, skulle avvikelsen mellan mätningen vi fick och den som uppfattas i standardmodellen vara mycket betydande,” tillade Chiarelli. En slutsats som också delas av en annan stor expert inom partikelfysik, forskaren Fernando Veroney: ”Om den bekräftas måste vi dra slutsatsen att det i standardmodellteorin finns åtminstone en subtil effekt som vi ännu inte har fokuserat på. Vi måste ifrågasätta den globala bilden .” Standardmodellen beskriver – fortsätter Chiarelli – materialet vi gjorde, men vi har vetat ett tag att det inte kunde vara den slutgiltiga teorin. Små skillnader observerades här och där, inte alls lika viktiga som vår grupp. vårt resultat är bekräftat, det kommer att ge anvisningar för övervägande.” Det handlar nu om att verifiera uppgifterna genom att upprepa experimentet, och detta kommer att vara möjligt vid CERN. ”Det kommer att ta år”, konstaterar han. ”Än så länge är detta vårt mest solida mått, och avvikelsen mellan det förväntade värdet och det uppmätta värdet finns fortfarande”, säger Chiarelli. Det är en mätning som är exakt till 0,01 %, svår att återskapa. Det är en utmaning.”

Materien kan vänta: Universums ålder är 13,7 miljarder år. Homo sapiens 100-200 tusen år gammal. Den vetenskapliga metoden är 400 år gammal. Partiklar, tålamod och försiktighet måste ha något gemensamt.