予期しないボソン測定は物理学の標準模型を脅かす

10年間の正確な測定の後、科学者たちは木曜日に素粒子-W ボソン それは理論よりもはるかに大きな質量を持っており、宇宙がどのように機能するかについての私たちの理解の基礎を揺るがします。

これらの基盤はに基づいています 標準形 素粒子物理学では、宇宙の基本的な構成要素と、それらを制御する力を説明するために科学者が持っている最高の理論です。

Wボソンはいわゆる弱い力を支配します。 4つの基本的な力 自然、したがって標準模型の柱。

しかし、新しい検索 で掲示されます 知るために 彼は、Wボソンに対して行われたより正確な測定は、モデルの予測と直接矛盾すると述べました。

研究を主導したデューク大学の物理学者であるAshutoshKotwalは、「約450兆回の衝突のデータセット」から400万個のボソン候補を調べるために、10年間で400人以上の科学者が結果を出したとAFPに語った。

これらの衝突は、研究のために目まぐるしい速度で粒子を一緒に粉砕することによって発生しましたが、 テバトロンコライダー 米国のイリノイ州で。

粒子加速器は、2009年に置き換えられるまで、世界で最も強力でした。 大型ハドロン衝突型加速器 観測で有名なジュネーブ近郊 ヒッグス粒子 数年後。

テバトロンは2011年に作業を停止しましたが、フェルミラボ（CDF）の衝突型加速器の科学者たちはそれ以来数値を計算しています。

標準模型の素粒子を示す図。 （ScienceAlert）

モデルの「亀裂」

大型ハドロン衝突型加速器で働くケンブリッジ大学の素粒子物理学者、ハリー・クリフは、標準模型は「おそらくこれまでに書き留められた中で最も成功した科学理論」だと述べた。

「それは素晴らしく正確な予測をすることができる」と彼は言った。 しかし、これらの予測が間違っていることが判明した場合、モデルを変更できるだけではありません。

「それはカードの家のようなものです。あなたはそれの一部を引っ張ると、すべてがバラバラになります」とクリフはAFPに語った。

標準模型には問題がないわけではありません。

たとえば、を考慮しません 暗黒物質一緒に ダークエネルギー それは宇宙の95パーセントを構成すると信じられています。 また、そもそも宇宙が存在する必要はない、と言っています。 大爆発 彼は自分自身を根絶すべきだった。

さらに、モデルで「最近いくつかの亀裂が検出された」と、物理学者は付随して述べた 知るために 調子。

「標準モデルから欠落している部分があるという手がかりのこのフレームワークでは、さらに別の非常に重要でやや実質的な証拠を提供しました」とCotwal氏は述べています。

「これは、データ分析における主要な発見または問題のいずれかです」と、フランスのCNRS研究所の物理学者および研究責任者であるJean Starckは、「今後数年間の激しい議論」を予想して述べました。

「異常な主張には異常な証拠が必要です」と彼はAFPに語った。

「大したこと」

CDFの科学者たちは、Wボソンの質量を0.01パーセントの精度で決定したと述べました。これは以前の取り組みの2倍の精度です。

彼らはそれを350キログラム（800ポンド）と40グラム（1.5オンス）の重さのゴリラと比較しました。

彼らは、ボソンがシグマとも呼ばれる7つの標準偏差によって標準モデルの予測とは異なることを発見しました。

クリフは、コインを投げた場合、「運が悪いとファイブシグマの結果が出る可能性は350万分の1です」と述べています。

「これが現実であり、計算がどのように行われるかについての体系的なバイアスや誤解ではない場合、これは私たちが以前に発見したことのない新しい基本的なコンポーネントが私たちの宇宙にあることを意味するため、大きな問題です」と彼は言いました。

「しかし、素粒子物理学の標準模型を破ったのと同じくらい大きなことを言うつもりで、発見する新しい粒子がある場合は、複数の実験から複数の測定が必要になる可能性があることを人々に納得させます。」

「これをフォローアップし、この謎に光を当てるのは、理論物理学のコミュニティや他の実験次第です」と、CDFのスポークスマンであるDavidTupac氏は述べています。

そして、10年間の測定の後、Kotwalはまだ作成されていません。

「私たちは手がかりをたどり、それをひっくり返すことなく努力を惜しまないので、これが何を意味するのかを知るでしょう。」

©AFP