Framstilling av hva som skjer inne i partikkelkrasjeren når et W-boson blir til andre partikler i ATLAS-detektoren.
Ny partikkel-måling tyder på at alt er som det skal likevel. Det svekker håpet om ny fysikk
En måling fra i fjor tydet på at massen til W-bosonet avviker fra standardmodellen. Det pekte mot ukjente partikler. Men nye resultater fra CERN tilsier at massen er omtrent som den skal være.
I april i fjor ble det kjent at det amerikanske laboratoriet for høyenergi partikkelfysikk, Fermilab, hadde gjort en måling av W-bosonet som brøt med forventningene.
W-boson-partikkelen er en bærer av den svake kjernekraften. Naturkraften spiller en rolle i radioaktivitet og i kjerneprosessene som får solen til å skinne.
Forskere i CDF-samarbeidet ved Fermilab kom frem til at W-bosonet har en masse som er noe større enn det den burde.
Funnet skapte engasjement i partikkelfysikk-miljøet.
Massen passet ikke helt med standardmodellen. Det er modellen som beskriver universets minste bestanddeler, elementærpartiklene.
Avviket fra standardmodellen kunne bety en av to ting, fortalte fysiker Are Raklev tidligere. Enten så var det noe feil med målingen, eller så finnes flere partikler som ikke er oppdaget enda.
Mulighet for nye oppdagelser
Standardmodellen har vist seg å være svært solid. Men det er visse mysterier den enda ikke kan forklare, som hva mørk materie er. Gravitasjon er heller ikke med.
Når partikkeleksperimenter en sjelden gang gir resultater som går på tvers av det som forventes, er det derfor spennende. Det kan være et hint om at det finnes noe mer som ikke er oppdaget enda, noe som kan gi en enda dypere forståelse av hvordan universet henger sammen.
– Det er kanskje ikke opplagt for andre. Men vi håper at modellen bryter sammen. Det er det som er spennende, for da kan vi oppdage noe nytt, sa Raklev tidligere til forskning.no.
Men det kan se ut til at fysikere må lete videre etter interessante hint.
Forskere i ATLAS-samarbeidet ved CERN i Sveits kommer nå med en ny måling av W-bosonet. Resultatene tyder på at massen er innenfor forventningen, ifølge en pressemelding fra ATLAS.
Det bryter med målingen fra Fermilab og CDF-samarbeidet.
Trolig noe feil med den amerikanske målingen
– Etter den nye ATLAS-målingen virker det nå som det er mer sannsynlig at det er et problem med målingen til CDF, skriver Are Raklev, professor i fysikk ved Universitetet i Oslo på e-post til forskning.no.
Ifølge standardmodellen, skulle W-bosonet ha en masse på 80.354 millioner elektronvolt pluss eller minus sju millioner, ifølge CERN.
Forskere i CDF-samarbeidet ved Fermilab kom fram til et tall som var litt forskjellig, men likevel tydelig utenfor forventningen: omtrent 80.433 millioner elektronvolt.
De nye resultatene fra Large Hadron Collider ved CERN tyder på at massen er 80.360 millioner elektronvolt, med en usikkerhet på 16 millioner elektronvolt. Det er innenfor forventningen.
Annonse
Bilde fra ATLAS-detektoren.(Foto: Maximilien Brice/ CERN)
Mer nøyaktig
ATLAS-samarbeidet ved CERN kom med sin første beregning av W-bosonets masse i 2017.
Denne målingen stemte også med standardmodellen innenfor usikkerhetsmarginen.
I den nye målingen, har ATLAS-forskerne basert seg på mye de samme dataene. De stammer fra eksperimenter gjort i 2011 med partikler som krasjer i partikkelakselleratoren Large Hadron Collider (LHC).
I den oppdaterte målingen har de forbedret analysemetoden ytterligere, og fått en enda mer nøyaktig måling.
Resultatet betegnes likevel som foreløpige. Det skal gjøres videre studier av W-bosents masse ved CERN.
Samarbeider
Det å måle W-bosonets masse er notorisk vanskelig. Det skyldes blant annet at W-bosonet raskt henfaller til blant annet en nøytrino-partikkel, som ikke kan observeres.
Det foregår en større jobb hvor de forskjellige eksperimentene samarbeider med å koordinere de ganske kompliserte antagelsene de har gjort, forteller Are Raklev.
– Det viktigste her er antagelsen om hvordan kvarkene som smeller sammen for å produsere W-bosonet, er fordelt i protonene som kollideres. Her har de tatt litt forskjellige utgangspunkt blant annet fordi vi stadig lærer mer om disse kvarkfordelingen fra LHC.
Denne informasjonen stadig blir oppdatert, ifølge Raklev.
– Håpet er å komme med et mer koordinert resultat mellom eksperimentene i løpet av et års tid.
Annonse
Han legger til at det også er interessant å merke seg at også ATLAS sin måling ligger litt over det standardmodellen forutsier at W-bosonet skal veie.
