W bozon možda ima veću masu nego što teorija predviđa

Stari dobri W bozon još uvijek umije da priredi iznenađenja.

Fizičari su analizirajući podatke iz jednog starog eksperimenta otkrili su da je W bozon - temeljna čestica koja nosi slabu nuklearnu silu - znatno veće mase nego što teorija predviđa. 

Iako je razlika između teorijske prognoze i eksperimentalne vrijednosti samo 0,09%, ona je značajno veća od margine pogreške rezultata, koja je manja od 0,01%. Nalaz se također ne slaže s nekim drugim mjerenjima mase. Ako to potvrde drugi eksperimenti, to bi moglo biti prvo veće kršenje standardnog modela fizike čestica, teorije koja je bila spektakularno uspješna otkako je uvedena 1970-ih.

Rad objavljen u aprilu 2022. u Science, pod naslovom ,,High-precision measurement of the W boson mass with the CDF II detector", dao je ove nove podatke.

Slaba nuklearna sila je možda najčudnija od četiri temeljne sile prirode. Nosioci ove sile su tri vrste bozona i to Z bozon, koji ima neutralni električni naboj, te W+ i W- bozoni koji imaju pozitivne i negativne električne naboje. Sa svojim rođakom, Z bozonom, W bozon je uključen u većinu vrsta nuklearnih reakcija, uključujući fuziju koja pokreće Sunce.

Budući da ta tri bozona imaju masu, putuju sporije od brzine svjetlosti i na kraju se raspadaju na druge čestice, dajući slaboj nuklearnoj sili relativno ograničen raspon. Međutim, to ne znači da je slaba nuklearna sila baš slaba i nevažna - ona je odgovorna za radioaktivni raspad i  izravno stupa u interakciju s neutrinima, tajanstvenim, neuhvatljivim česticama koje preplavljuju svemir i koje mijenjaju ,,okus".

Određivanje mase slabih nositelja sile ključni je test Standardnog modela, teorije fizike koja kombinuje kvantnu mehaniku, specijalnu relativnost i simetriju prirode kako bi objasnila i predvidjela ponašanje elektromagnetskih, jakih nuklearnih i slabih nuklearnih sila.

Vidjećemo šta će za modernu fiziku značiti ovo mjerenje mase W bozona. Budući eksperimenti na CERN će dalje istraživati ovu anomaliju, potvrditi je ili opovrgnuti.