보다 정밀한 탑 쿼크 질량 측정

쿼크는 물질을 구성하고 있는 기본 단위이며, 2개의 쿼크가 하나의 단위를 구성하는 3개의 집단으로 분류된다. 업 쿼크(up quark)와 다운 쿼크(down quark)는 하나의 단위이며, 이들이 합쳐져서 양성자와 중성자를 형성하게 된다. 스트레인지 쿼크(strange quark)와 참 쿼크(charm quark)는 고 에너지 상태에서 존재하며, 탑 쿼크(top quark)와 보텀 쿼크(bottom quark)는 매우 높은 에너지 상태에서만 존재한다. 탑 쿼크는 페르미 국가 방사선 가속기 연구소(Fermi National Accelerator Laboratory)에 존재하는 테바트론 입자가속기(Tevatron collider)에서 1995년에 마침내 발견되었다. 탑 쿼크는 쿼크 중에서 가장 무거우며, 탑 쿼크의 매우 정확한 질량을 구하는 동안에 여전히 베일에 가려져 있는 힉스 보손(Higgs boson)을 찾는데 유용한 정보를 얻을 수 있다는 흥미로운 사실을 가지고 있다. 탑 쿼크는 쌍으로 생성되며, 10-24초 내에 붕괴한다. 따라서 탑 쿼크의 정확한 질량을 구하기 위해서는 다양한 붕괴 산물들의 질량을 합산하여 원래의 질량을 구하게 된다. 테바트론에서 공동 연구를 진행하고 있는 국제 컨소시엄인 DØ 공동연구에서 개발한 새로운 탑 쿼크 질량 측정 방법을 통해서 예상되는 힉스 보손 질량의 상한 값이 얻어졌다.