setembro 27, 2022

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Medição inesperada de bósons ameaça o modelo padrão da física

Após uma década de medições precisas, os cientistas anunciaram na quinta-feira que a partícula fundamental – W bóson Tem uma massa muito maior do que a teoria, o que abala os fundamentos de nossa compreensão de como o universo funciona.

Essas bases são baseadas em Forma padrão Na física de partículas, é a melhor teoria que os cientistas têm para descrever os blocos básicos de construção do universo e quais forças os controlam.

O bóson W rege a chamada força fraca, uma das Quatro forças básicas Natureza e, portanto, um pilar do Modelo Padrão.

Mas uma nova busca Postado em saber Ele disse que a medição mais precisa feita para W Boson contradiz diretamente as previsões do modelo.

Ashutosh Kotwal, físico da Duke University que liderou o estudo, disse à AFP que o resultado levou mais de 400 cientistas ao longo de 10 anos para examinar quatro milhões de bósons candidatos de “um conjunto de dados de cerca de 450 trilhões de colisões”.

Essas colisões – que ocorreram esmagando partículas em velocidades vertiginosas para estudar – foram feitas por Colisor Tevatron no estado americano de Illinois.

O acelerador de partículas era o mais potente do mundo até 2009, quando o substituiu Grande Colisor de Hádrons Perto de Genebra, famosa pela observação Bóson de Higgs Depois de alguns anos.

O Tevatron parou de funcionar em 2011, mas os cientistas do Collider Detector no Fermilab (CDF) vêm calculando os números desde então.

Diagrama mostrando as partículas fundamentais do Modelo Padrão. (Alerta Ciência)

As ‘rachaduras’ no modelo

O Modelo Padrão é “provavelmente a teoria científica de maior sucesso já escrita”, disse Harry Cliff, físico de partículas da Universidade de Cambridge que trabalha no Large Hadron Collider.

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“Ele pode fazer previsões fantasticamente precisas”, disse ele. Mas se essas previsões se mostrarem erradas, não apenas o modelo poderá ser modificado.

“É como um castelo de cartas, você puxa tanto um pedaço dele que tudo desmorona”, disse Cliff à AFP.

O Modelo Padrão não está isento de problemas.

Por exemplo, não leva em consideração matéria escuraque junto com energia escura Acredita-se que componha 95% do universo. Também diz que o universo não tem que existir em primeiro lugar, porque a grande explosão Ele deveria ter se exterminado.

Além disso, “algumas rachaduras foram detectadas recentemente” no modelo, disseram os físicos saber doença.

“Neste quadro de pistas de que faltam peças do Modelo Padrão, fornecemos mais uma evidência muito importante e um tanto substancial”, disse Cotwal.

“Esta é uma grande descoberta ou um problema na análise de dados”, disse Jean Starck, físico e diretor de pesquisa do Instituto CNRS da França, antecipando “uma discussão acalorada nos próximos anos”.

“Alegações extraordinárias exigem provas extraordinárias”, disse ele à AFP.

‘Grande negócio’

Cientistas da CDF disseram que determinaram a massa do bóson W com uma precisão de 0,01 por cento – o dobro da precisão dos esforços anteriores.

Eles o compararam a um gorila pesando 350 kg (800 libras) e 40 gramas (1,5 onças).

Eles descobriram que o bóson era diferente da previsão do Modelo Padrão por sete desvios padrão, também chamados de sigma.

Cliff disse que, se você jogasse uma moeda, “as chances de obter um resultado Cinco Sigma por pura sorte são de uma em três milhões e meio”.

“Se isso for real, e não um viés sistemático ou mal-entendido de como os cálculos são feitos, isso é um grande negócio porque significa que há um componente novo e fundamental para o nosso universo que não descobrimos antes”, disse ele. .

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“Mas se você vai dizer algo tão grande quanto quebramos o Modelo Padrão da física de partículas, e há novas partículas a serem descobertas, para convencer as pessoas de que você provavelmente precisa de mais de uma medição em mais de um experimento”.

“Agora cabe à comunidade de física teórica e outros experimentos acompanhar isso e esclarecer esse mistério”, disse o porta-voz do CDF, David Tupac.

E depois de uma década de medições, Kotwal ainda não foi feito.

“Seguimos as pistas e não poupamos esforços sem virar, então vamos descobrir o que isso significa.”

© AFP