Minden eddiginél pontosabban határozták meg a legnehezebb kvark tömegét

Minden eddiginél pontosabban sikerült meghatározni a t (top) kvark tömegét az Európai Nukleáris Kutatási Szervezet, a CERN és az amerikai Fermilab együttműködésének köszönhetően.

Minden eddiginél pontosabban határozták meg a legnehezebb kvark tömegét

A CERN nagy hadronütköztetője (LHC), valamint a Fermilab 2011-ben leállított Tevatron nevű részecskegyorsítója - a világ jelenlegi és az azt megelőzően legnagyobb energiájú ilyen berendezése - két-két kísérletében nyert adatokat összevetve a tudósok arra jutottak, hogy a megfigyelt kvarkok közül a legnehezebb tömege 173,34 (+/-0,76) gigaelektronvolt (GeV) osztva a fénysebesség négyzetével.  

Az LHC ATLAS és CMS, valamint a Tevatron CDF és DZero kísérleteiben dolgozó fizikusok egy olaszországi nemzetközi konferencián jelentették be az új értéket - írta közleményében a CERN és a Fermilab.

A világon csak a Genf mellett működő CERN és a Chicago közelében lévő Fermilab észlelte a t-kvarkot, a valaha megfigyelt legnehezebb elemi részecskét, amelyet épp - a protonénál százszor nagyobb - tömege tesz a fizika egyik legfontosabb eszközévé az univerzum természetének megértésében.

A t-kvark tömegének minden eddiginél pontosabb meghatározása lehetővé teszi a tudósoknak, hogy még mélyrehatóbban vizsgálják a kvark, a Higgs-bozon és a gyenge kölcsönhatást közvetítő W-bozon közötti kvantumkapcsolatokat. Az elméleti fizikusok feltárhatják, hogy az új, még pontosabb érték miként változtatja meg a Higgs-mező stabilitására és a világegyetem kialakulására vonatkozó jóslatokat. A pontosabb tömeg szintén lehetővé teszi a részecskefizika standard modellje ellentmondásainak feltárását.

A négy kísérletben több mint 50 ország hozzávetőleg hatezer fizikusa vett részt. A CDF és a DZero kísérletekben fedezték fel a top kvarkot 1995-ben. A Tevatronban mintegy 300 ezer t-kvark-esemény történt a részecskegyorsító 25 éves élettartama alatt, a 2009-ben működésbe lépett LHC-ben azonban már csaknem 18 millió, ami azt jelenti, hogy a nagy hadronütköztető a világ legnagyobb "t-kvark-gyára".

Mind a négy kísérlet közzétette már korábban a kvark tömegéről szóló, különféle módszerekkel nyert eredményeit, amelyek összehangolása szoros együttműködést igényelt a négy kutatóhely között. "Versengő együttműködés - ez a kulcs" - mondta Rolf Heuer, a CERN főigazgatója.

mti/para