미국의 페르미국립가속기연구소가 '테바트론 가속기'를 사용한 실험에서 약한 상호작용을 매개하는 소립자인 위크보손 'W보손'이 이론보다 무거울 가능성이 발견되었습니다.
CDF sets W mass against the Standard Model – CERN Courier
https://cerncourier.com/a/cdf-sets-w-mass-against-the-standard-model/
CDF sets W mass against the Standard Model – CERN Courier
Standing 7σ above the Standard Model prediction, the CDF collaboration's measurement of the mass of the W boson upsets decades of steady convergence between experiment and theory.
cerncourier.com
New ATLAS result weighs in on the W boson | ATLAS Experiment at CERN
https://atlas.cern/Updates/Briefing/2023-W-Mass-Measurement
New ATLAS result weighs in on the W boson
For the past 40 years, the W boson has been making headlines. In the 1980s, the announcement of its discovery helped confirm the theory of the electroweak interaction – a unified description of electromagnetic and weak forces. Today, measurements of its
atlas.cern
Particle’s surprise mass threatens to upend the standard model
https://doi.org/10.1038/d41586-022-01014-5
위크보손은 소립자물리학에서 약한 상호작용을 매개하는 소립자입니다. 위크보손은 1968년에 이론상 존재할 것으로 예측되었고 1983년에 유럽원자핵연구기구(CERN)가 그 존재를 확인했습니다.
위크보손에는 W보손과 Z보손이라는 2종류가 존재하고 W보손의 질량은 2017년의 CERN에 의한 측정으로 80.370±0.019기가전자볼트로 나왔습니다.
그러나 2022년 4월에 듀크대학의 아슈토시 코트와르 씨 연구팀이 페르미국립가속기연구소의 테바트론 가속기를 사용해 실시한 CDF 충돌실험에서의 측정결과는 W보손의 질량을 80.434±0.009기가전자볼트라고 추측했습니다.
코트와르 씨 연구팀에 의한 측정결과는 지금까지 예측되었던 W보손의 질량보다 0.064기가전자볼트 크고 또한 오차가 0.009%로 가장 높은 정밀도로 해석했습니다. 이 결과 현재의 소립자물리학의 기둥이 되고 있는 '표준모형'이라고 불리는 소립자의 종류나 질량, 특성 등의 특성을 설명할 수 있는 이론의 수정이 필요할 가능성이 지적되고 있습니다.
이 측정결과에 대해 연구팀의 데이비드 토백 씨는 "이 측정이 올바른지 증명하는 것은 소립자 이론전문가나 다른 실험에 달려 있다"며 “종래의 W보손의 질량과 이번 측정결과에 생긴 차이가 어떤 종류의 새로운 소립자나 아원자 입자에 의한 상호작용에 의한 것일 가능성도 있어 향후 실험에서 이러한 새로운 소립자와 아원자 입자가 발견될 가능성은 매우 크다”고 보았습니다.
한편 CERN이 2023년 3월에 측정결과를 발표한 대형 하드론충돌형가속기의 실험장치 중 하나인 'ATLAS 검출기'를 이용한 측정에서는 W보손의 질량이 80.360±0.016기가전자볼트로 측정되어 2017년에 실시된 측정보다 약 0.1기가전자볼트 낮지만 이 결과는 표준모형에서 상정되는 W보손의 질량과 일치하고 있습니다.
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