نبرد بر سر سنگینی ذره ای که به سختی قابل تشخیص است در حال داغ شدن است. چه چیزی در خطر است؟ فقط نظریه پیشرو که تمام ماده شناخته شده در جهان را توصیف می کند.

محاسبه مجدد جرم یک ذره بنیادی، بوزون W، کشش بین اندازه‌گیری‌های آزمایش‌های رقیب برخورد دهنده ذرات را افزایش داده است. نتیجه نهایی می تواند مدل استاندارد فیزیک ذرات را تقویت کند، که نیروهای بنیادی و بیت های کوانتومی را توصیف می کند که همه چیزهایی را که در کیهان می بینیم تشکیل می دهند. یا بسته به اینکه پاسخ کدام آزمایشگاه غالب باشد، می تواند نشانه هایی از خرابی مدل استاندارد را نشان دهد.

تجزیه و تحلیل مجدد داده های قدیمی از آزمایش ATLAS برخورد دهنده بزرگ هادرون، جرم بوزون W حدود 80360 میلیون الکترون ولت یا MeV را به دست می دهد. محققان این آزمایش در CERN در ژنو، اندازه گیری را در 23 مارس در کنفرانس Rencontres de Moriond در لا تویل ایتالیا گزارش کردند. مقدار تجدید نظر شده با پیش‌بینی‌های مدل استاندارد مطابقت دارد.

همچنین به کاهش عدم قطعیت از تجزیه و تحلیل قبلی محققان از داده ها، که آنها در سال 2018 گزارش کردند، می بالد و اعتماد آنها را نسبت به اینکه حجم مورد نظر را به درستی دریافت کرده اند افزایش می دهد.

اما توده به روز شده با گروه دیگری در تضاد است. در سال 2022، دانشمندان از آزمایش آشکارساز برخورد دهنده در Fermilab یا CDF، جامعه فیزیک را با اندازه گیری 80434 مگا ولت – حدود 100 مگا ولت سنگین تر از حد انتظار، شوکه کردند.SN: 4/7/22). اگر گزارش CDF درست باشد، به این معنی است که چیزی با مدل استانداردی که در مواجهه با هر چالش آزمایشی که در 50 سال گذشته بر سر آن قرار گرفته است، استقامت کرده است.

بوزون W مسئول نیروی ضعیف، یکی از سه نیروی اساسی در مدل استاندارد است.SN: 2/5/83). Sven Heinemeyer فیزیکدان نظری از موسسه فناوری کارلسروهه در آلمان می گوید: “این تنها جرم یک ذره در مدل استاندارد است که می تواند محاسبه شود.” یعنی، نظریه مدل استاندارد، جرم خاصی را برای بوزون W به دست می‌دهد، در حالی که جرم ذرات دیگر مانند الکترون‌ها و کوارک‌ها ورودی هستند و می‌توانند – تا آنجا که به نظریه مربوط می‌شود – هر مقداری داشته باشند. یافتن جرم بوزون W که با پیش‌بینی‌های مدل استاندارد متفاوت است، نشان می‌دهد که نظریه فعلی اشتباه است.

تحلیل مجدد ATLAS نسبت به تحلیل قبلی ATLAS از همان داده ها نقطه مقابل قوی تری برای ادعای CDF ارائه می دهد. آندریاس هوکر، فیزیکدان در سرن می‌گوید: «تحلیل جدید تأیید مهمی بر نتیجه قبلی ما است.

آخرین مقدار ATLAS شکافی را که اندازه‌گیری جرم CDF را از گله مطالعات دیگر جدا می‌کند، گسترش می‌دهد. آشوتوش کوتوال، فیزیکدان دانشگاه دوک، یکی از اعضای همکاری CDF، می‌گوید: اما نباید به عنوان حذف چالش مدل استاندارد CDF تلقی شود.

«دیدگاه CDF [announcement of a heavy W boson in 2022] به دلیل تحلیل مجدد ATLAS تغییر نمی کند.» کوتوال می گوید. او می‌گوید از آنجایی که تحلیل مجدد بر اساس داده‌هایی است که ATLAS قبلاً در سال 2017 منتشر کرده بود، “این واقعیت که ATLAS یک مقدار مشابه قبل را بدست می‌آورد قابل انتظار است.”

هاین مایر، که به ATLAS یا CDF وابسته نیست، تغییری در چشم‌انداز توده بوزون W می‌بیند، اما هیچ نشانه‌ای از حل اختلاف وجود ندارد.

هاین مایر می گوید: «داشتن یک اندازه گیری جدید کافی نیست. “اگر قرار بود اندازه گیری های بیشتر و بیشتری اکنون از ATLAS و [other experiments]و همه آنها در یک میدان قرار می‌گیرند، در مقطعی جامعه تصمیم می‌گیرد که CDF کار اشتباهی انجام داده است.»

کلمه بعدی در مورد جرم بوزون W احتمالاً با مطالعات در حال انتظار از ATLAS و سایر آزمایشات در سرن خواهد بود. آزمایش CDF در سال 2011 تعطیل شد، بنابراین بیشتر به بحث کمک نخواهد کرد.

در این بین، محققان امیدوارند که تجزیه و تحلیل های یکدیگر را برای جستجوی سرنخ هایی که ممکن است به توضیح اختلافات در اندازه گیری جرم بوزون W کمک کند، موشکافی کنند. کوتوال می گوید: «مقاله CDF آوریل 2022 تعدادی بررسی متقابل از روش CDF ارائه می دهد و شفاف است. “من مشتاقانه منتظر بحث های مفصل در مورد روش ATLAS هستم.”

در پایان، تضاد ممکن است شکاف جدیدی را در مدل استاندارد نشان دهد. یا می‌تواند نمونه دیگری از یکی از موفق‌ترین تئوری‌های تاریخ باشد.