2022 年，一个备受瞩目的发现震撼了整个科学界。美国 Tevatron 对撞机多年的研究几乎引发了一场物理学革命。试想一下，我们的世界处于平衡状态，也就是说，所有的组成元素都完美地相互关联，结构不会坍塌。但突然间，其中一个组成元素变成了另一种设计，于是一切都轰然倒塌。同样，W-玻色子也震撼了基本粒子的经典物理学。
规范玻色子
宇宙中的一切都是由基本粒子的运动和相互作用创造和体现的。它们的行为有多不同取决于它们的特性：质量、电荷、能量等。因此，只有了解了量子层面上发生的事情，才有可能深入了解世界的基本结构。
在被称为粒子物理学标准模型的现代量子世界图景之谜中，一些元素仍然缺失。然后 CDF 合作的物理学家发现 W 玻色子（一种具有弱核力的基本粒子，即所谓的规范玻色子）的质量高于该模型的预测。
该研究的作者计算出，它比电子重大约 15.7 万倍。然后标准模型本身就被这种无法解决的不一致所动摇。理论数据和实验数据之间存在非常显着的差异 - 0.09%。而标准误差为0.01%。
需要注意的是，在十年的时间里测量了四百万次粒子碰撞的参数。它们的准确度是早期测量的两倍，并且所获得结果的可靠性被认为相当高。该研究本身发表在世界上最受尊敬的科学期刊之一上，因此其效果几乎令人震惊。但即便如此，也无法完全排除错误。
差异的解释
物理学家弗洛伦西亚·卡内利说：“如果这些发现在其他实验中得到证实，这将是与物理标准模型的第一次严重差异，该模型描述了除重力之外的所有粒子和所有基本相互作用。”
与此同时，另一位物理学家马蒂亚斯·肖特则从不同的角度看待这一点。他认为，需要更仔细地解释由此产生的差异，因为“根据实验数据生成 W 玻色子质量的测量结果是一个非常复杂的过程。”
物理学家早在 1983 年就知道了 W 玻色子的存在，当时它的重量为 85 个质子 (+/- 5%)。它参与大多数核反应，包括热核聚变。在对撞机中，粒子在衰变成μ子和中微子或电子亚型的过程中被记录下来。在衰变过程中，粒子的大部分质量转化为新粒子的能量。这是物理学家多年来一直试图测量的。只是它们无法追踪中微子的行为。因此，不可能说μ子或电子的能量的哪一部分与动量相关，哪一部分与质量相关。
根据现有的计算，物理学家预计 W 玻色子的重量为 80,357 兆电子伏特 (+/- 6 MeV)。 CDF值显示为80,433 MeV正负9 MeV。
阿舒托什·科特瓦尔教授指出：“我认为这表明我们尚未完全了解弱核力或所有经历这种力的粒子。”
初步成就
后来，同一个 CDF 协作物理学家决定重新分析获得的值，只是使用不同的方法。对欧洲核子研究中心大型强子对撞机 ATLAS 实验数据的分析采用了基于对衰变过程加深理解的统计方法。新结果与标准模型接近 16%。较低程度的不确定性使人对之前的结果产生怀疑。
这一次，物理学家关注的是 W 玻色子衰变成轻粒子时粒子碰撞过程中的那些过程。研究结果证实了 2017 年收集的观测数据。现在事实证明，W 玻色子的重量为 80.360 吉电子伏。
、然而，研究人员强调，在现阶段的工作中，将所有这些结论称为初步结论是正确的。他们的工作仍在继续。现在需要根据新数据进行计算。如果标准模型突然错误地确定了 W 玻色子的质量，这将意味着宇宙中存在物理学家尚未发现的力和粒子。尽管现在看来，这个基本假说再次恢复了它的声誉。
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