Sonuçta W bozonu beklenenden daha ağır olmayabilir

Tespit edilmesi zor bir parçacığın ağırlığı üzerindeki savaş kızışıyor. Ne tehlikede? Sadece evrendeki bilinen tüm maddeleri açıklayan önde gelen teori.

Bir temel parçacığın, W bozonunun kütlesinin yeniden hesaplanması, rakip parçacık çarpıştırıcı deneylerinden elde edilen ölçümler arasındaki gerilimi artırdı. Nihai sonuç, evrende gördüğümüz her şeyi oluşturan temel güçleri ve kuantum bitlerini tanımlayan standart parçacık fiziği modelini destekleyebilir. Ya da hangi laboratuvarın yanıtının üstün geldiğine bağlı olarak standart modelin çökme belirtilerini ortaya çıkarabilir.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısının ATLAS deneyinden elde edilen eski verilerin yeniden analizi, yaklaşık 80.360 milyon elektron volt veya MeV’lik bir W bozon kütlesi verir. Cenevre’deki CERN’de deneyi yapan araştırmacılar, ölçümü 23 Mart’ta İtalya’nın La Thuile kentindeki Rencontres de Moriond konferansında bildirdiler. Gözden geçirilmiş değer, standart modelin tahminleriyle yakından uyumludur.

Aynı zamanda, araştırmacıların 2018’de bildirdikleri verilere ilişkin önceki analizinden elde edilen belirsizliğin azalmasıyla övünerek, kitleyi doğru bulduklarına olan güvenlerini artırıyor.

Ancak güncellenen kütle, başka bir grubunkiyle çelişiyor. 2022’de, Fermilab’daki Collider Detector veya CDF’den bilim adamları, fizik camiasını 80.434 MeV’lik bir ölçümle şok etti – beklenenden yaklaşık 100 MeV daha ağır (SN: 4/7/22). CDF raporu doğruysa, son 50 yılda kendisine yöneltilen her deneysel zorluk karşısında sebat eden standart modelde bir şeylerin ters gittiği anlamına gelir.

W bozonu, standart modeldeki (SN: 2/5/83) üç temel kuvvetten biri olan zayıf kuvvetten sorumludur. Almanya’daki Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü’nden teorik fizikçi Sven Heinemeyer, “standart modeldeki bir parçacığın hesaplanabilen tek kütlesidir” diyor. Yani, standart model teorisi W bozonu için belirli bir kütle verirken, elektronlar ve kuarklar gibi diğer parçacıkların kütleleri girdidir ve – teori söz konusu olduğunda – herhangi bir değer olabilir. Standart model tahminlerinden farklı bir W bozon kütlesi bulmak, mevcut teorinin yanlış olduğunu gösterir.

ATLAS yeniden analizi, CDF iddiasına, aynı verilerin önceki ATLAS analizinden daha güçlü bir karşı nokta sunar. CERN’de fizikçi olan Andreas Hoecker, “Yeni analiz, önceki sonucumuzun önemli bir teyidi” diyor.

En son ATLAS değeri, CDF’nin kütle ölçümünü diğer çalışmaların sürüsünden ayıran uçurumu genişletiyor. Ancak CDF işbirliğinin bir üyesi olan Duke Üniversitesi fizikçisi Ashutosh Kotwal, bunun CDF’nin standart model mücadelesini ortadan kaldırdığı şeklinde görülmemesi gerektiğini söylüyor.

“CDF’ye bakış açısı [announcement of a heavy W boson in 2022] ATLAS yeniden analizi nedeniyle değişmiyor,” diyor Kotwal. Yeniden analiz, ATLAS’ın 2017’de yayınlamış olduğu verilere dayandığından, “ATLAS’ın öncekine benzer bir değer elde etmesi beklenebilir” diyor.

ATLAS veya CDF’ye bağlı olmayan Heinemeyer, W bozon kütle manzarasında bir değişiklik görüyor, ancak tutarsızlığın çözüldüğüne dair bir işaret yok.

Heinemeyer, “Yeni bir ölçüme sahip olmak yeterli değil” diyor. “Eğer şimdi ATLAS’tan daha fazla ölçüm çıkacak olsaydı ve [other experiments]ve hepsi aynı basketbol sahasında olacaklardı, bir noktada topluluk CDF’nin yanlış bir şey yaptığına karar verecekti.

W bozon kütlesiyle ilgili bir sonraki kelime, muhtemelen ATLAS’ın bekleyen çalışmaları ve CERN’deki diğer deneylerle gelecek. CDF deneyi 2011’de kapandı, dolayısıyla tartışmaya daha fazla katkı sağlamayacak.

Bu arada araştırmacılar, W bozonu kütle ölçümlerindeki tutarsızlıkları açıklamaya yardımcı olabilecek ipuçları aramak için birbirlerinin analizlerini incelemeyi umuyorlar. Kotwal, “CDF Nisan 2022 raporu, CDF metodolojisinin bir dizi çapraz kontrolünü sağlıyor ve şeffaftır” diyor. “ATLAS metodolojisinin ayrıntılı tartışmalarını sabırsızlıkla bekliyorum.”

Sonunda, çatışma standart modelde yeni bir çatlak ortaya çıkarabilir. Ya da tarihteki en başarılı teorilerden birinin güçlü bir şekilde ayakta durduğunun bir başka örneği olabilir.

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu