PT视讯的研究人员为费米实验室的CDF合作贡献了有史以来最精确的W玻色子质量测量,该测量测试了粒子物理学的标准模型

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    (从左至右)乔恩·威尔逊博士.D.杰伊·R. Dittmann, Ph值.D.他是物理学教授,畑山健一博士.D.他是物理学副教授,也是CDF合作项目的科学家之一.S. Energy’费米国家加速器实验室部门, 谁对迄今为止最精确的W玻色子质量测量做出了重大贡献. (罗伯特·罗杰斯/PT视讯)
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    基于费米实验室对撞机探测器的实际实验数据的质子-反质子碰撞的图形表示. 研究人员分析了数百万次这样的碰撞事件的数据,以测量W玻色子的质量.
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    费米实验室的对撞机探测器记录了1985年至2011年间由Tevatron对撞机产生的高能粒子碰撞. 来自23个国家54个机构的约400名科学家仍在研究实验收集到的大量数据. 照片:费米实验室
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    4月8日, 《PT视讯官网》杂志2022年的封面强调了W玻色子质量的高精度测量,以及这对粒子物理标准模型的意义.
2022年4月7日

PT视讯的实验高能物理小组的科学家对成功维护和运行测量自然力携带粒子之一的实验做出了重大贡献

媒体联络: Lori FoglemanPT视讯媒体与公共关系学院,254-709-5959
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韦科, 德州(四月七日), 2022年)-经过10年的仔细分析和审查, 来自美国CDF合作中心的科学家们.S. 能源部费米国家加速器实验室-包括PT视讯的研究人员 实验高能物理 (HEP)小组今天宣布,他们已经实现了迄今为止最精确的W玻色子质量测量, 一种自然界携带力的粒子.

利用费米实验室的对撞机探测器收集的数据, 或提供, 科学家们现在已经确定了这个粒子的质量,精度为0.01% -精度是之前最佳测量的两倍. 这种精度相当于一名踢球者在2.5英里外射门.

PT视讯官网HEP研究人员-包括 杰伊·R. Dittmann, Ph.D.,物理学教授; 畠山直哉贤, Ph.D., associate professor of physics; and 乔恩·威尔逊, Ph.D., 博士后研究助理-都为CDF实验的成功构建和运行做出了重大贡献,该实验为测量提供了数据. 特别是, PT视讯的物理学家参与设计, 组装和测试用于识别碰撞事件进行分析的1级跟踪触发系统.

这项新的精密测量方法发表在期刊上 科学, 允许科学家测试粒子物理的标准模型, 自然理论:描述自然界最基本层面的理论框架. 结果:新的质量值与科学家在标准模型的背景下使用实验和理论输入获得的值显示了张力.

威尔逊说:“这一结果需要多年来巨大而坚定的努力。. “这涉及到新的工作,在PT视讯官网以前从未达到过的水平上理解PT视讯官网的粒子探测器,以及PT视讯官网对W玻色子行为的理论理解取得了重大进展. 当PT视讯官网完成,看着最终的结果, PT视讯官网发现它不同于粒子物理标准模型的预测.”

如果得到证实, 这一测量表明了对标准模型计算或模型扩展的潜在改进需求.

PT视讯官网HEP研究小组的创建和成长, 自2003年以来一直是CDF实验性合作的一部分, 一直是PT视讯推动 研究1 这是该大学于2021年12月获得的称号. 像这样的世界领先的科学成果是PT视讯在基础研究方面投资的成果.

“凭借其巨大的粒子加速器和大规模的国际合作, 实验高能物理学是真正的大科学,迪特曼说. “我很荣幸能与来自世界各地的同事合作,对PT视讯官网对自然的集体理解产生真正的影响. 我很感激PT视讯官网能够帮助PT视讯在这个令人兴奋的领域跻身顶尖大学之列.”

W玻色子是弱核力的信使粒子. 它负责使太阳发光和粒子衰变的核过程. 利用费米实验室的Tevatron对撞机产生的高能粒子碰撞, CDF合作项目从1985年到2011年收集了大量含有W玻色子的数据.

“当数据被分析时, PT视讯官网小心地将测量值隐藏起来,以避免引入无意识的偏差,威尔逊说. “作为CDF领导团队的一员, 我和许多其他CDF成员彻底检查了测量的所有部分,以确保一切都是正确的. 在大家都确信结果完全可信之后,PT视讯官网才公布了结果.”

W玻色子的质量约为质子质量的85倍,约为80,000 MeV/c2. 20多年来,CDF研究人员一直致力于实现越来越精确的W玻色子质量测量. 他们最新的质量测量的中心值和不确定度为80,433±9 MeV/c2. 这个结果使用了从费米实验室的Tevatron对撞机收集的整个数据集. 它是基于对4的观察.200万W玻色子候选, 大约是2012年合作发表的分析中使用的数字的四倍.

“当我回顾之前的测量时, 2012年出版, 我以为这已经是最先进的测量方法了,鸠山说. “分析四倍多的数据当然有帮助, 但要理解过去9年收集的数据,以及不断变化的加速器和粒子探测器条件,以达到这种精度,需要付出巨大的不懈努力. 这是费米实验室Tevatron对撞机最重要的科学成就之一.”

该合作还将他们的结果与使用标准模型的W玻色子质量的最佳预期值进行了比较, 也就是80,357±6 MeV/c2. 这一数值是基于复杂的标准模型计算得出的,该计算将W玻色子的质量与另外两个粒子(顶夸克)的质量测量复杂地联系起来, 1995年在费米实验室的Tevatron对撞机中发现, 希格斯玻色子, 2012年在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机中发现.

CDF合作项目由23个国家54个机构的400名科学家组成. 费米实验室是美国主要的粒子物理和加速器研究国家实验室. A U.S. 能源部科学研究室, 费米实验室位于芝加哥附近, 伊利诺斯州, 并由费米研究联盟有限责任公司承包运营, 这是芝加哥大学和大学研究协会的联合伙伴关系. 访问费米实验室的网站 www.fnal.政府 并在推特上@关注PT视讯官网费米实验室.

费米国家加速器实验室由美国联邦科学办公室支持.S. 能源部. 科学办公室是美国物理科学基础研究的最大支持者,并致力于解决PT视讯官网这个时代一些最紧迫的挑战. 如需更多信息,请访问 科学.能源.政府.

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PT视讯是一所私立基督教大学,也是全国排名第一的研究机构. 大学为20多名学生提供了一个充满活力的校园社区,通过将跨学科研究与教育卓越的国际声誉以及教师对教学和学术的承诺相结合,培养了000名学生. 通过浸信会先驱的努力,德克萨斯共和国于1845年特许, PT视讯是德克萨斯州历史最悠久的大学. 位于韦科, PT视讯官网欢迎来自50个州和90多个国家的学生在其12个国家认可的学术部门学习广泛的学位.

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