Совместив наборы данных, полученных от четырех различных экспериментов, проведенных на Большом Адронном Коллайдере (БАК) CERN в Швейцарии и ускорителе Tevatron лаборатории Ферми (Fermilab) в Иллинойсе, ученые вычислили точное значение массы истинного кварка (top quark), самой тяжелой из элементарных частиц, существующей в рамках Стандартной Модели физики элементарных частиц. Значение массы истинного кварка составило 173.34 (+/-0.76) ГэВ деленное на скорость света в квадрате, и об этом было объявлено на международной конференции по физике, проходившей в среду прошедшей недели в Италии.

«Объединение данных, собранных экспериментами CERN и Fermilab, позволило нам сделать высокоточные вычисления массы истинного кварка. Полученное нами значение в будущем будет использоваться другими учеными, проводящими свои эксперименты, и это, мы надеемся, обеспечит более глубокое понимание нами всего, что нас окружает» — рассказывает Найджел Локайер (Nigel Lockyer), директор Fermilab, — «Кроме того, все это является одним из ярких примеров международного сотрудничества ученых из разных стран».

Всего четыре эксперимента, проводимые на БАК и Tevatron, ATLAS, CDF, CMS и DZERO, могли наблюдать за процессами, в которых принимали участие истинные кварки, масса которых превышает массу протона в 100 раз. Помимо истинных кварков в природе существует еще четыре типа (ароматов) кварков, нижний, верхний, очарованный и странный. Из этих кварков состоят другие элементарные частицы, к примеру, протон состоит из двух верхних и одного нижнего кварков, а нейтрон содержит два нижних и один верхний кварк.

Знание точного значения массы истинного кварка позволит ученым откорректировать математические модели, описывающие квантовые связи истинных кварков с другими элементарными частицами, с бозоном Хиггса, частицей, обнаруженной на БАК в 2012 году, которая придает массу всем остальным элементарным частицам, с W-бозонами, которые являются «носителями» сил слабых электрических взаимодействий.

Кроме вышеперечисленного, знание точного значения массы истинного кварка позволит физикам-теоретикам заняться исследованиями так называемых полей Хиггса, которые напрямую связаны с бозоном Хиггса, и вычислить эффекты воздействия этих полей на процесс развития Вселенной. Более того, ученые получат возможность убрать некоторые нестыковки, которые до сих пор еще существуют в Стандартной Модели физики элементарных частиц, которая описывает процессы и саму природу всей Вселенной.