羅徹斯特大學的研究人員與歐洲核子研究中心的CMS 協作小組合作，在測量電弱混合角方面取得了重大進展，加深了我們對粒子物理標準模型的理解。在大型強子對撞機等實驗的支持下，他們的工作有助於解釋宇宙的基本力量，這些實驗深入研究了與宇宙大爆炸後類似的條件。

在歐洲核子研究中心的廣泛參與基礎上，羅徹斯特大學團隊最近實現了對粒子物理標準模型的重要組成部分–電弱混合角的”難以置信的精確”測量。資料來源：塞繆爾-約瑟夫-赫佐格；朱利安-馬裡烏斯-奧爾丹

在探索宇宙奧秘的過程中，羅徹斯特大學的研究人員數十年來一直參與歐洲核子研究組織（通常稱為歐洲核子研究中心）的國際合作。

在廣泛參與歐洲核子研究中心（CERN）工作，特別是參與CMS（緊湊渺子螺線管）合作計畫的基礎上，由喬治-帕克（George E. Pake）物理學教授阿里-博德克（Arie Bodek）領導的羅徹斯特團隊最近取得了突破性的里程碑成果。他們的成果集中在測量電弱混合角，這是粒子物理標準模型的一個重要組成部分。該模型描述了粒子如何相互作用，並精確預測了物理學和天文學中的大量現象。

博德克說：”最近對電弱混合角的測量非常精確，它是透過歐洲核子研究中心的質子碰撞計算得出的，加強了人們對粒子物理學的理解。”

CMS合作組織匯集了來自全球各地的粒子物理學界人士，以便更好地了解宇宙的基本規律。除博德克外，羅徹斯特大學的CMS 協作小組成員還包括首席研究員、物理學教授Regina Demina 和物理學副教授Aran Garcia-Bellido，以及博士後研究助理、研究生和本科生。

羅徹斯特大學的研究人員作為緊湊渺線管（CMS）協作組的成員，長期在歐洲核子研究中心工作，包括在2012 年發現希格斯玻色子的過程中發揮了關鍵作用。資料來源：塞繆爾-約瑟夫-赫佐格；朱利安-馬裡烏斯-奧爾丹

歐洲核子研究中心位於瑞士日內瓦，是世界上最大的粒子物理實驗室，以其突破性發現和尖端實驗而聞名於世。

羅徹斯特的研究人員長期在歐洲核子研究中心工作，是CMS 協作小組的成員之一，包括在2012 年發現希格斯玻色子的過程中發揮了關鍵作用，這種基本粒子有助於解釋宇宙中質量的起源。

這項合作計畫的工作包括收集和分析從歐洲核子研究中心大型強子對撞機（LHC）的緊湊μ介子螺線管探測器收集到的數據，LHC是世界上最大、最強大的粒子加速器。大型強子對撞機由17英里長的超導磁鐵和加速結構組成，建在地下，橫跨瑞士和法國邊境。

大型強子對撞機的主要目的是探索物質的基本構成元素以及支配它們的力量。為此，它將質子或離子束加速到接近光速，並以極高的能量使它們相互撞擊。這些碰撞再現了類似宇宙大爆炸後幾分之一秒的條件，使科學家能夠研究粒子在極端條件下的行為。

19 世紀，科學家發現電和磁的不同作用力之間存在著關聯：變化的電場會產生磁場，反之亦然。這項發現構成了電磁學的基礎，它將光描述為波，並解釋了光學中的許多現象，同時也描述了電場和磁場如何相互作用。

在這認知的基礎上，物理學家在20 世紀60 年代發現電磁力與另一種力–弱力–有關。弱力在原子核內運行，負責放射性衰變和太陽能源生產等過程。這項發現促成了弱電理論的發展，弱電理論認為電磁力和弱力其實是一種統一力的低能表現形式，這種統一力被稱為統一弱電相互作用力。希格斯玻色子等重大發現證實了這個概念。

最近，歐洲核子研究中心大型強子對撞機上的CMS 協作小組透過分析數十億次質子-質子對撞，完成了迄今為止與該理論相關的最精確測量之一。他們的重點是測量弱混合角，這是一個描述電磁力和弱力如何混合在一起產生粒子的參數。

先前對電弱混合角的測量曾在科學界引發爭論。然而，最新的發現與粒子物理標準模型的預測非常吻合。羅徹斯特大學研究生Rhys Taus 和博士後助理研究員Aleko Khukhunaishvili 採用新技術最大限度地減少了測量中固有的系統不確定性，從而提高了測量精度。

對弱混合角的理解揭示了宇宙中不同的力如何在最小尺度上共同作用，加深了對物質和能量基本性質的理解。博德克說：”自2010年以來，羅徹斯特團隊一直在開發創新技術並測量這些電弱參數，然後在大型強子對撞機上實施這些技術。”這些新技術預示著對標準模型的預測進行精確測試的新時代已經來臨。 “

編譯自/ scitechdaily