قام الفيزيائيون في عملية الاندماج Dzero في Primilab بقياس كتلة الكوارك العلوي بدقة غير مسبوقة.
بيتر رودجرز، شبكة الفيزياء
قام الفيزيائيون في عملية الاندماج Dzero في Primilab بقياس كتلة الكوارك العلوي بدقة غير مسبوقة. وللنتائج آثار مهمة على البحث عن بوزون هيجز - الجسيم الذي من المفترض أن يفسر مصدر كتلة الجسيمات - وعلى البحث عن "فيزياء جديدة" تتجاوز النموذج القياسي للجسيمات الأولية.
تم اكتشاف الكوارك العلوي في معجل البروتون-البروتون المضاد في بارالاب في عام 1995. وهو أثقل جسيم أولي تم اكتشافه حتى الآن. تعتمد نتائج Dzero على البيانات المأخوذة قبل إيقاف تشغيل المسرع في عام 1999 لإجراء التحسينات. تعطي تحليلات البيانات الجديدة للبيانات من الجولة الأولى متوسطًا جديدًا لكتلة الكوارك العلوي. تبلغ هذه الكتلة 178 جاو زائد أو ناقص 4.3 جاو. على وجه الدقة، الكتلة هي 178 جيو مقسومة على مربع C، حيث C هي سرعة الضوء، ولكن علماء فيزياء الجسيمات يميلون إلى حذف مربع C.
في النموذج القياسي، يتم إنشاء كتل الجسيمات نتيجة للتفاعل مع حقل يسمى مجال هيغز. ووفقا لهذه النظرية، من الممكن اكتشاف الحالات المثارة لمجال هيغز على شكل جسيم يسمى بوزون هيغز. ويعتبر اكتشاف هيغز -الجسيم الوحيد في النموذج القياسي الذي لم يتم اكتشافه تجريبيا بعد- أحد أكبر التحديات في فيزياء الجسيمات. ومع ذلك، فإن القياسات الدقيقة لكتل الكواركات العلوية وبوزونات W+ وW-، وهما من الجسيمات التي تحمل القوة الكهروضعيفة، تسمح للفيزيائيين بتحديد الحدود العليا والدنيا لكتلة هيغز.
القيمة الجديدة لكتلة الكوارك العلوي هي أعلى بنحو 5.3 غيغا من القيمة السابقة، مما يرفع تقديرات كتلة هيغز من 96 غيغا إلى 117 غيغا. علاوة على ذلك، ارتفع الحد الأعلى لكتلة هيجز من 219 جرامًا إلى 251 جرامًا. هذه كتلة كبيرة جدًا، وقد تكون كبيرة جدًا بالنسبة للجيل الحالي من مسرعات الجسيمات، مما يعني أن مسرعات الجسيمات الحالية قد لا تكون قادرة على اكتشاف بوزون هيغز.
سيسمح اكتشاف هيغز لعلماء فيزياء الجسيمات بالبحث عن فيزياء تتجاوز النموذج القياسي مثل التناظر الفائق. تتنبأ امتدادات التناظر الفائق للنموذج القياسي بأن جميع الجسيمات الأولية، مثل الكواركات والفوتونات والإلكترونات، لها نظائر فائقة التناظر.
قال جريج لاندسبيرج، عضو فريق دزيرو في جامعة براون، لمجلة الفيزياء: "لم يتغير تقدير كتلة هيغز بنحو 25% فحسب، بل إن القيود المختلفة المفروضة على المعاملات فائقة التناظر لم تعد صالحة بفضل المعلومات الجديدة عن كتلة الكوارك العلوي". ويب . ووفقا لاندسبيرج، فإن استخدام التقنية الجديدة لتحليل النتائج يعادل تشغيل المسرع لمدة ثلاث سنوات أخرى. فريق CDF، الذي يعمل على كاشف آخر في المسرع، يستخدم الآن التقنية الجديدة، ويقوم أيضًا بتطبيقها على البيانات من التشغيل الثاني للمسرع الذي تمت ترقيته.
ترجمة: ديكلا أورين
المقالة على موقع الفيزياء
خبير فيزياء
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~870522691~~~95&SiteName=hayadan
