Een internationale groep natuurkundigen in de ATLAS-samenwerking (CERN) ontdekte een van de zeldzaamste verschijnselen die werd waargenomen bij de Large Hadron Collider. Wetenschappers hebben het bestaan van een zwakke verstrooiing van vectorbosonen betrouwbaar vastgesteld, wat tot uiting komt in de interactie tussen de deeltjes-dragers van de zwakke interactie. Dit werd aangekondigd in een persbericht op Phys.org.
De W- en Z-bosonen zijn fundamentele deeltjes met een korte levensduur en behoren tot ijkbosonen, waartoe ook fotonen (dragers van elektromagnetische interactie) en gluonen behoren, die sterke interacties met zich meebrengen. Er zijn twee soorten W-bosonen die negatieve of positieve elektrische ladingen dragen, en één type Z-boson dat geen lading heeft.
Op het moment van botsing van twee protonen zendt één quark van elk een W- of Z-boson uit, die vanwege hun grote massa lange tijd niet kunnen bestaan en snel in andere deeltjes veranderen. Hierdoor hebben ze tijd om een afstand af te leggen die slechts een tiende is van de straal van het proton. Om twee bosonen te laten interageren, moeten ze 1/500 van de straal van het proton benaderen. Zo'n gebeurtenis komt ongeveer eens per 20.000 miljard proton-protonbotsingen voor.
Wetenschappers registreerden 60 gebeurtenissen van zwakke verstrooiing tussen de W ± en W ± bosonen bij een energie in het massamiddelpuntsysteem (een systeem waarin deeltjes een gelijke en tegengestelde impuls hebben) gelijk aan 13 tera-elektronvolt. De kans dat deze gebeurtenissen willekeurig zijn, is minder dan 1 op 200 miljard. Dit komt overeen met een standaarddeviatie van 6,9 sigma, wat in de deeltjesfysica wordt geclassificeerd als een significant verschil met achtergrondprocessen.
Natuurkundigen hebben ook gegevens uit 2015-2016 gecombineerd om statistisch significante verstrooiing tussen W ± en Z bosonen vast te stellen (met een standaarddeviatie van 5,6 sigma).
