פיסיקאים בשיתוך הפעולה Dzero בפרמילאב מדדו את מסת הקווארק מעלה (top quark) בדיוק חסר תקדים.
פיטר רודג'רס , Physics Web
פיסיקאים בשיתוך הפעולה Dzero בפרמילאב מדדו את מסת הקווארק מעלה (top quark) בדיוק חסר תקדים. לתוצאות השלכות חשובות על החיפוש אחר בוזון ההיגס – החלקיק שאמור להסביר מאין מגיעה המסה של חלקיקים – ועל החיפוש אחר “פיסיקה חדשה” מעבר למודל הסטנדרטי של חלקיקים אלמנטריים.
קווארק המעלה נתגלה במאיץ הפרוטונים-אנטיפרוטונים בפרמילאב בשנת 1995. הוא החלקיק האלמנטרי הכבד ביותר שנתגלה עד היום. התוצאות של ה-Dzero מבוססות על מידע, שנלקח, לפני שהמאיץ נסגר בשנת 1999 למטרות שדרוגים. ניתוחי מידע חדשים של המידע מההרצה הראשונה נותנים ממוצע חדש של מסת קווארק המעלה. מסה זו עומדת על 178 גא”ו פלוס מינוס 4.3 גא”ו. אם רוצים לדייק, המסה היא 178 גא”ו חלקי C בריבוע, כאשר C היא מהירות האור, אך פיסיקאים של חלקיקים נוטים להשמיט את ה-C בריבוע.
במודל הסטנדרטי מסות החלקיקים נוצרות כתוצאה מאינטראקציה עם שדה, הנקרא שדה ההיגס. לפי התיאוריה, ניתן לגלות מצבים מעוררים של שדה ההיגס בצורת חלקיק, שנקרא בוזון ההיגס. גילוי ההיגס – החלקיק היחיד במודל הסטנדרטי, שלא נתגלה עדיין בניסוי – נחשב אחד האתגרים הגדולים ביותר בפיסיקה של חלקיקים. ואולם, מדידות קפדניות של מסות קווארק המעלה ובוזוני ה-W+ וה-W- , שניים מהחלקיקים, שנושאים את הכוח האלקטרוחלש, מאפשרות לפיסיקאים לקבוע גבולות עליונים ותחתונים על מסת ההיגס.
הערך החדש של מסת קווארק המעלה גבוה בכ-5.3 גא”ו מהערך הקודם, מה שמעלה את ההערכות לגבי מסתו של ההיגס מ-96 גא”ו ל-117 גא”ו. יתרה מזאת, הגבול העליון על מסת ההיגס עלה מ-219 גא”ו ל-251 גא”ו. זוהי מסה גדולה ביותר, וייתכן שגדולה מדי בעבור הדור הנוכחי של מאיצי חלקיקים, כלומר ייתכן שאין ביכולתם של מאיצי החלקיקים של היום לגלות את בוזון ההיגס.
גילוי ההיגס יאפשר לפיסיקאים של חלקיקים לחפש אחר פיסיקה מעבר למודל הסטנדרטי כגון סופרסימטרייה. הרחבות סופרסימטריות למודל הסטנדרטי חוזות, כי לכל החלקיקים האלמנטריים, כגון קווארקים, פוטונים ואלקטרונים, יש חלקיקים תואמים סופרסימטריים.
“לא רק שאומדן המסה של ההיגס השתנה בכ-25%, גם הגבלות שונות על פרמטרים סופרסימטריים אינן תקפות עוד בזכות המידע החדש על מסת קווארק המעלה,” אמר גרג לנדסברג (Greg Landsberg), חבר צוות ה-Dzero מאוניברסיטת בראון ל-Physics Web. לפי דברי לנדסברג, השימוש בטכניקה החדשה לניתוח התוצאות שקול להפעלת המאיץ לעוד שלוש שנים. צוות ה-CDF, שעובד על גלאי אחר במאיץ, משתמש כעת בטכניקה החדשה, וכמו כן מיישמים אותה על המידע מההרצה השנייה של המאיץ המשודרג.
תרגום: דיקלה אורן
הכתבה ב-Physics Web
ידען הפיסיקה
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~870522691~~~95&SiteName=hayadan
