La misurazione imprevista dei bosoni minaccia il modello standard della fisica

Dopo un decennio di misurazioni accurate, gli scienziati hanno annunciato giovedì che la particella fondamentale – W bosone Ha una massa molto maggiore della teoria, il che scuote le basi della nostra comprensione di come funziona l’universo.

Queste basi si basano su Modulo standard Nella fisica delle particelle, è la migliore teoria che gli scienziati hanno per descrivere gli elementi costitutivi di base dell’universo e quali forze li controllano.

Il bosone W governa la cosiddetta forza debole, una delle Quattro forze fondamentali Natura, e quindi un pilastro del Modello Standard.

Ma una nuova ricerca pubblicato in sapere Ha affermato che la misurazione più accurata effettuata per W Boson contraddice direttamente le previsioni del modello.

Ashutosh Kotwal, il fisico della Duke University che ha condotto lo studio, ha detto all’AFP che il risultato ha impiegato più di 400 scienziati in 10 anni per esaminare quattro milioni di bosoni candidati da “un set di dati di circa 450 trilioni di collisioni”.

Queste collisioni – che si sono verificate schiacciando particelle insieme a velocità vertiginose per essere studiate – sono state fatte da Tevatron Collider nello stato americano dell’Illinois.

L’acceleratore di particelle è stato il più potente al mondo fino al 2009, quando lo ha sostituito Large Hadron Collider Vicino a Ginevra, famosa per l’osservazione bosone di Higgs Dopo qualche anno.

Tevatron ha smesso di funzionare nel 2011, ma gli scienziati del Collider Detector in Fermilab (CDF) hanno calcolato i numeri da allora.

Diagramma che mostra le particelle fondamentali del Modello Standard. (Avviso scientifico)

Le “crepe” nel modello

Il modello standard è “probabilmente la teoria scientifica di maggior successo mai scritta”, ha affermato Harry Cliff, fisico delle particelle dell’Università di Cambridge che lavora al Large Hadron Collider.

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“Può fare previsioni incredibilmente accurate”, ha detto. Ma se queste previsioni si rivelano sbagliate, allora non solo il modello può essere modificato.

“È come un castello di carte, ne prendi un pezzo così tanto, tutto va in pezzi”, ha detto Cliff all’AFP.

Il Modello Standard non è privo di problemi.

Ad esempio, non tiene conto materia oscurache insieme a energia oscura Si ritiene che costituisca il 95% dell’universo. Dice anche che l’universo non deve esistere in primo luogo, perché la grande esplosione Avrebbe dovuto sterminarsi.

Inoltre, “sono state recentemente rilevate delle crepe” nel modello, hanno affermato i fisici in un accompagnamento sapere Articolo – merce.

“In questo quadro di indizi che ci sono pezzi mancanti nel Modello Standard, abbiamo fornito un’altra prova molto importante e in qualche modo sostanziale”, ha detto Cotwal.

“Questa è una scoperta importante o un problema nell’analisi dei dati”, ha affermato Jean Starck, fisico e direttore della ricerca presso l’Istituto francese del CNRS, anticipando “un’accesa discussione nei prossimi anni”.

“Le accuse straordinarie richiedono prove straordinarie”, ha detto all’AFP.

‘Grande affare’

Gli scienziati della CDF hanno affermato di aver determinato la massa del bosone W con una precisione dello 0,01 percento, il doppio della precisione degli sforzi precedenti.

Lo hanno confrontato con un gorilla del peso di 350 chilogrammi (800 libbre) e 40 grammi (1,5 once).

Hanno scoperto che il bosone era diverso dalla previsione del Modello Standard per sette deviazioni standard, chiamate anche sigma.

Cliff ha detto che se dovessi lanciare una moneta, “le possibilità di ottenere un risultato Five Sigma con una stupida fortuna sono una su tre milioni e mezzo”.

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“Se questo è reale, e non un pregiudizio sistematico o un’incomprensione su come vengono eseguiti i calcoli, questo è un grosso problema perché significa che c’è una nuova componente fondamentale nel nostro universo che non abbiamo mai scoperto prima”, ha detto .

“Ma se hai intenzione di dire qualcosa di così grande come abbiamo infranto il modello standard della fisica delle particelle e ci sono nuove particelle da scoprire, per convincere le persone che probabilmente hai bisogno di più di una misurazione da più di un esperimento”.

“Spetta ora alla comunità di fisica teorica e ad altri esperimenti dare seguito a questo e far luce su questo mistero”, ha affermato il portavoce della CDF David Tupac.

E dopo un decennio di misurazioni, Kotwal deve ancora essere realizzato.

“Seguiamo gli indizi e non risparmiamo sforzi senza capovolgerlo, quindi scopriremo cosa significa”.

© AFP

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