Eine internationale Gruppe von Physikern in der ATLAS-Kollaboration (CERN) entdeckte eines der seltensten Phänomene, die beim Large Hadron Collider beobachtet wurden. Wissenschaftler haben zuverlässig die Existenz einer schwachen Streuung von Vektorbosonen nachgewiesen, die sich in der Wechselwirkung zwischen den Teilchen-Trägern der schwachen Wechselwirkung ausdrückt. Dies wurde in einer Pressemitteilung auf Phys.org angekündigt.
Die W- und Z-Bosonen sind kurzlebige Grundpartikel und gehören zu Messbosonen, zu denen auch Photonen (Träger elektromagnetischer Wechselwirkung) und Gluonen gehören, die starke Kräfte tragen. Es gibt zwei Arten von W-Bosonen, die negative oder positive elektrische Ladungen tragen, und eine Art von Z-Bosonen, die keine Ladung haben.
Im Moment der Kollision zweier Protonen emittiert jeweils ein Quark ein W- oder Z-Boson, das aufgrund seiner großen Masse nicht lange existieren kann und sich schnell in andere Teilchen verwandelt. Aus diesem Grund haben sie Zeit, eine Strecke zu fliegen, die nur ein Zehntel des Radius des Protons beträgt. Damit zwei Bosonen interagieren können, müssen sie sich 1/500 des Radius des Protons nähern. Ein solches Ereignis tritt ungefähr einmal alle 20.000 Milliarden Proton-Proton-Kollisionen auf.
Die Wissenschaftler haben 60 Ereignisse schwacher Streuung zwischen den W ± - und W ± -Bosonen bei einer Energie im Massenschwerpunktsystem (ein System, in dem Teilchen gleiche und entgegengesetzte Impulse haben) von 13 Teraelektronvolt aufgezeichnet. Die Wahrscheinlichkeit, dass diese Ereignisse zufällig sind, beträgt weniger als 1 zu 200 Milliarden. Dies entspricht einer Standardabweichung von 6,9 Sigma, die in der Teilchenphysik als signifikanter Unterschied zu Hintergrundprozessen eingestuft wird.
Die Physiker haben auch Daten von 2015 bis 2016 zusammengefasst, um eine statistisch signifikante Streuung zwischen W ± - und Z-Bosonen (mit einer Standardabweichung von 5,6 Sigma) festzustellen.
