Top-Quark: Masse der weltweit schwersten Elementarteilchen gefunden

Im ersten gemeinsamen Ergebnis aus der Welt zwei führende Partikel Atomwissenschaftler haben Wissenschaftler die Masse des schwersten Elementarteilchen, das Top-Quark ermittelt.

Die Messung erfolgte mit dem Large Hadron Collider (LHC) am CERN in Genf, Schweiz, und dem Tevatron am Fermilab in Batavia, Illinois Vier separate Experimente fanden einen gemeinsamen Wert für das Top-Quark von 173.34 (+ /-0,76) Gigaelectronvolts dividiert durch die Geschwindigkeit der Licht kariert, Wissenschaftler teilte am Mittwoch (19. März) bei einer Physik-Konferenz in Italien.

"Die Kombination von Daten aus CERN und Fermilab um eine Präzision Top-Quark Masse zusammen ein starkes Indiz für seine Bedeutung zum Verständnis der Natur", sagte Fermilab Regisseur Nigel Lockyer in einer Erklärung hinzufügen, "Es ist ein großartiges Beispiel für die internationale Zusammenarbeit auf diesem Gebiet." [Verrückte Physik: die coolsten kleine Partikel in der Natur]

Die vier LHC und Tevatron Experimente – ATLAS, CDF, CMS und DZERO, bzw. – sind die einzigen, die Top-Quarks, die 100 Mal die Masse eines Protons beobachtet haben. Neben Top-Quarks gibt es fünf andere Typen oder Varianten von Quarks: unten, oben, unten, Charme und seltsam. (Zum Beispiel Protonen zwei Up-Quarks und einem Down-Quark, bestehen aus Neutronen zwei Down-Quarks und einem Up-Quark enthalten.)

Das neue Teilchen Masse können Wissenschaftler die Mathematik der Quanten-Verbindungen unter den Top-Quark, das Higgs-Teilchen zu testen – das Teilchen durch den LHC im Jahr 2012, der erklärt, wie andere Teilchen ihre Masse erkannt – und dem W-Boson, der Träger der elektroschwachen Kraft.

Theoretische Physiker können nun untersuchen, wie sich die Masse des Top-Quarks Vorhersagen für die Stabilität des Higgs-Feld (das Feld mit dem Higgs-Teilchen verbunden) und die Auswirkungen auf die Entwicklung des Universums auswirkt. Darüber hinaus wird der neue Wert für Inkonsistenzen im Standardmodell der Teilchenphysik zu testen und entdecken neue Physik, die Natur des Universums zu beschreiben lassen.

Mehr als 6.000 Wissenschaftler aus mehr als 50 Ländern waren an den Untersuchungen beteiligt. Die CDF und DZero Experimente erkannt zunächst Top-Quarks in 1995, basierend auf ca. 300.000 Quark Ereignissen von Fermilabs Tevatron (die im Jahr 2011 geschlossen wurde) produziert. Der LHC am CERN hat weltweit die meisten Top-Quark-Events, fast 18 Millionen produziert, da es begann im Jahr 2009 laufen.

Die vier Experimente am Fermilab und CERN verwendet verschiedene Methoden zur Messung der Mass des Top-Quarks, und jedes Experiment hatte zuvor ihre Ergebnisse veröffentlicht. Arbeiten eng zusammen, um gegenseitig ihre Methoden und Unsicherheiten zu verstehen und konnten die Teams, die Messungen in einer robusten Einzelwert zu kombinieren.

"Kooperativer Konkurrenz ist der Name des Spiels", sagte CERN Generaldirektor Rolf Heuer in einer Erklärung. "Wettbewerb zwischen experimentellen Kollaborationen und Labs spornt uns an, aber wie diese Zusammenarbeit untermauert die globale Teilchenphysik bemühen und ist unerlässlich bei der Weiterentwicklung unser Wissens über das Universum, in das wir leben."

Folgen Sie Tanya Lewis auf Twitter und Google + . Folgen Sie uns @livescience, Facebook & Google +.