Während das Neutrino mit den LHC-Detektoren nicht messbar ist, reagiert das Myon auf die Magnetfelder im CMS-Experiment des LHC und lässt sich einfangen. Bei rund 117 Millionen Protonenkollision wurde ein solches Myon detektiert und gemessen. Aus dem Impuls und der Masse des Myons lässt sich die Masse des W-Bosons ermitteln. Um mögliche Störeffekte auszuschließen, nutzten die Physiker zusätzlich Simulationen, mit denen sie alle potenziellen Einflüsse rekonstruierten und mit den Daten abglichen.
Vergleich der aktuellen Messung (rot) der W-Boson-Masse mit früheren. Grau unterlegt ist der vom Standardmodell vorhergesagte Massenbereich. © The CMS Collaboration/ Nature, CC-by 4.0
Das Resultat: „Eine große Erleichterung“
Das Ergebnis: Den neuen Analysen zufolge hat das W-Boson eine Masse von 80.360,2 ± 9,9 Megaelektronenvolt (MeV). „Dieses Resultat stimmt mit den Vorhersagen des Standardmodells überein“, konstatieren die Physiker der CMS-Kollaboration. Gleichzeitig liegt der neue Wert deutlich niedriger als 2022 gemessen. Entscheidend dabei: Die Präzision des neuen Werts ist genau so hoch wie bei der CDF-Messung am Tevatron.
Das stärkt die Annahme, dass das W-Boson genauso viel wiegt, wie es nach dem Standardmodell sollte – und dass die 2022 ermittelte zu hohe Masse ein messbedingter Ausreißer sein könnte. „Unsere neue Messung bestärkt uns darin, dass wir dem Standardmodell vertrauen können – das ist ehrlich gesagt eine große Erleichterung“, sagt Long. „Die Kombination unseres sehr präzisen Resultats mit denen früherer Experimente, die ebenfalls den Vorhersagen des Standardmodells entsprechen, spricht dafür.“ Das sei eine wichtige Bestätigung physikalischer Theorien.
Dennoch halten Long und seine Kollegen es für wichtig, weiter zu forschen und zu messen. „Wir sind damit noch nicht durch. Wir wollen weitere Daten hinzunehmen und unsere Analysentechniken weiter verfeinern“, sagt Paus. „Dann können wir sicherer sagen, ob wir diesen fundamentalen Baustein unseres physikalischen Weltbilds wirklich verstanden haben.“ (Nature, 2026; doi: 10.1038/s41586-026-10168-5)
Quelle: Nature, Massachusetts Institute of Technology
9. April 2026
– Nadja Podbregar