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欧洲核子研究中心的成果提升了新基本物理学的证据

2021-10-26 17:17          欧洲核子研究中心LHC

进一步暗示了我们目前的基本物理学理论所不能解释的现象。


大型强子对撞机(LHCb)检测器的视图

2020年,LHCB实验提供的证据表明,一些粒子打破了标准模型的基本原则之一。这表明可能存在新的基本粒子和力量。

同一实验的进一步实验揭示了我们目前的基本物理学理论无法解释的现象的进一步暗示。

物理学家长期以来一直在寻找标准模型之外的物理学迹象,这可能有助于我们解决其中的一些谜团。其中一种方法包括寻找被称为美夸克的粒子。美女夸克是构成每个原子核的上下夸克的表亲。

美容夸克的寿命很短。在转化或衰变为其他粒子之前,它们只生存了万亿分之一秒。

欧洲核子研究中心的巨型粒子加速器--大型强子对撞机,每年产生数十亿个美丽夸克。它们被一个名为LHCb的专门建造的探测器记录下来。

之前的实验显示,美丽夸克衰变为称为μ子的粒子的频率低于衰变为其较轻的表亲电子的频率。这在标准模型中是无法解释的,该模型对电子和μ介子的处理是相同的,除了电子比μ介子轻200倍左右。因此,美夸克应该以相同的速度衰变成μ子和电子。相反,LHCb的物理学家发现,μ介子衰变的频率只有电子衰变的85%左右。

LHCb的结果与标准模型之间的差异大约是三个单位的实验误差,或粒子物理学中已知的 "3σ"。这意味着只有大约千分之一的机会,该结果是由统计上的侥幸造成的。

如果结果是正确的,可能的解释是,一种新的力量以不同的强度拉动电子和μ介子,干扰了这些美丽的夸克的衰变方式。

虽然,还需要更多的数据来确保这种影响是否是自然的。一旦结果达到五西格玛的门槛,粒子物理学家才开始考虑它是一个真正的发现。

卡文迪什实验室的哈里-克里夫博士说:"我们看到了与我们的同事在3月份所做的相同的效果,这一事实当然提高了我们可能真的处于发现新事物的边缘的机会。很高兴在这个谜题上又多了一点亮光。"

同样来自卡文迪什实验室的瓦尔-吉布森教授说:"就在升级后的LHCb探测器即将开启并收集进一步的数据时,大型强子对撞机的兴奋度正在增加,这些数据将为声称或反驳一项重大发现提供必要的统计数据。"

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