Megdőlhet a Standard Modell?
A CDF 1985 és 2011 között nagyenergiájú részecskeütközések adatait rögzítette az Illionis államban lévő Tevatron részecskegyorsítónál. Az adatfelvétel eredményeit, a mintegy 450 trillió ütközésből álló adathalmazt 23 ország 54 intézményének mintegy 400 tudósa éveken keresztül elemezte. A fizikusok a W-bozon, vagyis az egyik, nukleáris folyamatokért felelős elemi részecske tulajdonságait és más részecskékkel való kölcsönhatásainak elméleti és kísérleti folyamatait tanulmányozták a Tevatron ütközéseiben gyűjtött adatok alapján. 10 év alapos kutatómunka eredményeként a W-bozon tömegének eddigi legpontosabb mérését sikerült publikálniuk:
a detektor által gyűjtött adatok felhasználásával a fizikusok most 0,01%-os pontossággal határozták meg a részecske tömegét – ez kétszer olyan pontos, mint az előző legjobb mérés.
Ez egy 400 kg tömegű gorilla súlyának 50 g pontosságú mérésének felel meg. A Science folyóiratban megjelent új precíziós mérési eredmények lehetővé teszik a tudósok számára, hogy teszteljék a részecskefizika Standard Modelljét, azt az elméleti keretet, amely a természetet a legalapvetőbb szintjén írja le. A nemzetközi kutatásban az ELTE Atomfizikai Tanszékének kutatója, Yoshikazu Nagai is részt vesz.
A mérések alapján a W-bozon tömege körülbelül 80-szorosa a proton tömegének, vagyis körülbelül 80 000 MeV/c2. A kutatók több mint 20 éve dolgoznak a W-bozon tömegének egyre pontosabb mérésén. Legutóbbi tömegmérésük központi értéke 80 433 MeV/c2, bizonytalansága ennek tízezred része, 9 MeV/c2. Az eredmény a Tevatron ütköztetőjéből gyűjtött teljes adathalmaz szerint 4,2 millió lehetséges W-bozon (azaz olyan részecske, amely nagy eséllyel ténylegesen W-bozon) megfigyelésén alapul, ami körülbelül négyszerese a 2012-ben közzétett elemzésben használt számnak. Az új érték kompatibilis a W-bozontömeg több korábbi mérésével, de vannak eltérések is. A jövőben további mérésekre lesz szükség, hogy jobban megértsék ez eltérések okát.
Harry Cliff, a Cambridge-i Egyetem tudósa szerint - aki a Nagy Hadronütköztető (LHC) adatain dolgozik - „ha ez igaz, és nem rendszerszintű torzítás vagy a számítási módszerének félreértése, akkor ez azt jelentené, hogy új, alapvető összetevője van az Univerzumnak, amit eddig nem fedeztünk fel”.