热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

重启大型强子对撞机,寻找第五种自然力量

2022-04-22 11:37     来源:Eddiba Sports     对撞机

大型强子对撞机在中断三年后将于周五恢复,预计将解决一个科学问题,即是否存在可能表明存在第五种基本自然力的神秘异常。

令人费解的结果 我去年提到过 他重新燃起了希望,20 英里长的对撞机可以在十多年后进行第二次大规模发现。希格斯玻色子.

伦敦帝国理工学院的粒子物理学家米特什·帕特尔博士说:“我们将以更加乐观的态度参加这场比赛,”他的团队去年负责这项研究。

到目前为止,在大型强子对撞机中发现的一切——包括希格斯粒子——都符合所谓的 标准格式. 自1970 年代以来,这一直是粒子物理学的指导理论,但众所周知,它是不完整的,因为它无法解释一些物理学最深奥的谜团,例如暗物质的性质。

但,在LHCb 实验中收集的数据是瑞士Cern 的四个大型粒子探测器之一,它似乎显示粒子的行为方式无法用标准模型解释。

该实验着眼于称为美夸克的粒子的衰变,预计这些粒子将以相同的速率衰变为电子及其更重的表亲,μ子。然而,美夸克的μ 子数量似乎减少了15%,这表明一个未知因素——可能是一种新的力量——正在改变天平。两个最佳候选者包括假设的载力粒子,称为轻夸克或Z 素数。

“赌注非常高,”帕特尔说。“如果我们确认这一点,那将是一场我们从未见过的革命——当然是在我的生活中。你不想把它搞砸。”

在2018 年关闭大型强子对撞机进行升级之前,该团队收集了足够的数据,表明偶然发生结果的几率大约为一千。但粒子物理学的黄金标准要严格得多,置信水平为3.5 米,这意味着在宣布发现之前需要更多数据。还有一种长期存在的可能性,即一些未知的实验缺陷可以解释结果。

“当你向粒子物理学家展示这个结果时,他们的第一反应是'你们搞砸了',而不是一股新的自然力量,”帕特尔说。“我们物理学家喜欢超越确定性,走出另一边。”

在过去的一年里,由于在其他实验(包括最近的实验)中看到的超出标准模型的更多有趣的物理学暗示,人们的期望有所增加。美国费米实验室无法解释的结果.

“现在似乎有一组松散的细丝,”伦敦大学学院的约翰·巴特沃思教授说,他正在从事大型强子对撞机的阿特拉斯实验。“这让我开始思考这场比赛或下一轮比赛可能会有所收获。”

巴特沃斯说,如果大型强子对撞机未能探测到超出标准模型的新科学,那并不代表失败,但会使该领域“有点进退两难”,不知道下一步该往哪里看。

第三轮预计将持续到2026 年,升级后包括安装额外的强大磁铁,旨在将对撞机内的质子压缩成更精细、更密集的光束。这将增加加速器内的粒子碰撞率,这意味着科学家将能够更准确地监测罕见事件。

美国杜克大学的实验粒子物理学家、大型强子对撞机阿特拉斯实验研究小组的联合主席阿舒托什·科特瓦尔说:“发现新想法的潜力仍然很大。” “我们目前收集的数据只有总数的十分之一。我们计划。现在灰心还为时过早。”


推荐阅读

大型强子对撞机重启:“新物理学”在望?

世界上最大的粒子加速器经过三年的休息以增加其功率,大型强子对撞机(LHC)再次正式启动。上周五,质子束在位于法瑞边境的长隧道中再次开始循环。接下来的几个月(最终)会是大型强子对撞机产生“新物理学”的那些月吗? 2022-04-27

大型强子对撞机重启并立即打破世界纪录

欧洲核子研究中心的大型强子对撞机在中断了三年的维护和升级后于上周重新上线;昨天,该合作宣布两束质子束已被加速到每束 6.8 太电子伏特 (TeV) 的创纪录能量。 2022-04-27

大型强子对撞机重启再寻暗物质,每秒可捕捉3000万次数据

大型强子对撞机的工作原理是将原子击碎,使其分离,并发现存在于其中的亚原子粒子,以及它们如何相互作用。 2022-04-24

大型强子对撞机以无可比拟的精度测量顶夸克的质量

在大型强子对撞机中产生的顶夸克对的经典特征是四个射流(黄色锥体)、一个μ介子(红线,CMSμ介子探测器也探测到红框),以及一个中微子的缺失能量(粉色箭头)。 2022-04-23

欧洲核子研究中心的超大型粒子加速器可以用来寻找潜在暗物质粒子存在的证据

像欧洲核子研究中心的未来环形对撞机(FCC)这样的超大型粒子加速器可以用来寻找这些潜在暗物质粒子存在的证据。FCC的规模将是目前世界上最强的粒子加速器LHC的四倍,撞击能量上也可达到LHC的六倍。按照计划,该加速器将于2035年开始运行。 2022-04-18

阅读排行榜