Ruští fyzikové v rámci mezinárodního týmu vědců pracujících s detektorem ATLAS ve Velkém hadronovém urychlovači poprvé co nejpřesněji změřili jeden z klíčových parametrů standardního modelu fyziky – vazebnou konstantu pro silné jaderné interakce. Ta popisuje aktivitu interakce částic-gluonů s jinými elementárními částicemi, která vede ke vzniku složených forem hmoty. Informovala o tom v tisková služba CERN.
»Spojovací konstanta« pro silné jaderné interakce je klíčovým parametrem standardního modelu částicové fyziky, ale chyba v jejím měření dosud přesahovala jedno procento. Pro srovnání, analogický parametr pro slabou jadernou sílu byl znám s přesností přesahující jednu část z miliardy. Nám se podařilo zlepšit přesnost měření tohoto parametru pro silné interakce na 0,8 %, což je pro LHC velký úspěch,« uvedl vědec CERN Stefano Camarda.
Camarda a jeho kolegové učinili tento objev při analýze dat získaných pomocí zařízení ATLAS v prstenci Velkého hadronového urychlovače během pozorování vzniku bosonů Z, jednoho ze dvou nositelů slabé jaderné síly. Tyto částice obvykle vznikají v prstenci LHC v důsledku vzájemné anihilace kvarků uvnitř srážejících se protonů.
Tento proces často vede nejen ke vzniku Z-bosonů, ale také k uvolnění gluonů, nositelů silné jaderné interakce. Tyto částice »slepují« kvarky uvnitř jednotlivých elementárních částic, zejména protonů a neutronů, a brání jim v úniku z atomového jádra. Vznik kvarků při tvorbě Z-bosonů zvláštním způsobem ovlivňuje trajektorii těchto částic, což nám umožňuje využít je k odhadu síly vazební konstanty – síly, kterou gluony interagují s jinými částicemi.
Veden těmito úvahami Kamarda a jeho kolegové analyzovali data, která byla získána pomocí ATLAS při pozorování rozpadů více než 15 milionů Z-bozonů vzniklých v prstenci LHC při srážkách protonových svazků. Vědci vzali v úvahu vliv všech možných projevů kvantové chromodynamiky při vzniku a rozpadu Z-bosonů, což jim umožnilo vypočítat vazebnou konstantu pro silné jaderné interakce s přesností přibližně 0,8 %.
Hodnota, kterou vědci získali (0,1183 plus/minus 0,0009), se v zásadě shodovala s dřívějšími teoretickými i praktickými odhady tohoto parametru standardního modelu, což opět hovoří ve prospěch jeho správnosti. »Nová data z urychlovače LHC, která budou získána během současného cyklu urychlovače, pomohou dále zlepšit přesnost měření vazební konstanty pro silné jaderné interakce a učinit ji v tomto ohledu srovnatelnou s jinými parametry,« uzavřeli fyzikové.
(cik, TASS)