ATLAS: première mesure de la masse du W avec les données LHC

Le détecteur d'ATLAS, l'une des quatre grandes expériences sur le LHC. Cette machine sophistiquée située à 100 mètres sous terre mesure 46 mètres de long et 25 mètres de diamètre. (Photo : Claudia Marcelloni/ CERN)

La collaboration ATLAS a annoncé le 13 décembre 2016 la première mesure de la masse du boson W au moyen des données des collisions proton-proton produites dans le Grand collisionneur de hadrons (LHC), à une énergie de 7 TeV dans le centre de masse. 

La mesure de la masse du boson W par ATLAS (en rouge) comparée à la prédiction du Modèle Standard (en violet), et combinée avec les valeurs trouvées au LEP ou au Tevatron (en bleu) (Photo : ATLAS Collaboration/CERN)

Le boson W a été découvert en 1983 grâce au collisionneur SPS du CERN. Cette découverte a été récompensée par un prix Nobel de physique en 1984. Si les propriétés du boson W font l'objet d'études depuis plus de 30 ans, mesurer la masse de cette particule reste un grand défi. Il est primordial de mesurer précisément la masse du boson W, car tout écart par rapport aux prédictions du Modèle standard est susceptible d'indiquer l'existence d'une nouvelle physique.

Selon les derniers résultats d'ATLAS, la valeur mesurée de la masse du boson W est de 80370±19 MeV, ce qui est conforme aux prédictions du Modèle standard. Cette mesure est également conforme aux valeurs combinées mesurées avec les collisionneurs LEP et Tevatron, ainsi qu'à la moyenne mondiale (voir le graphique ci-dessus).

Mesurer la masse du boson W est extrêmement délicat au LHC, par rapport aux collisionneurs précédents, en raison du nombre élevé d'interactions par croisement de faisceau. Malgré cela, le résultat d'ATLAS concorde avec la meilleure mesure de la masse du boson W obtenue jusque là par une seule expérience, à savoir l'expérience CDF sur le collisionneur Tevatron aux Etats-Unis.

Plus d'informations sur le site web de l'expérience ATLAS.