大型强子对撞机又有新发现:新的异常信号本质成谜

2017年04月21日 08:49 次阅读 稿源:新浪科技 条评论

据国外媒体报道,来自欧洲大型强子对撞击的消息显示,有一些迹象表明,实验中似乎有一种新的未知信号出现,而一旦得到证实,那将颠覆我们当前对于粒子物理学的理解。在欧洲核子中心大型强子对撞机的实验中,数据出现了一处神秘的异常,似乎暗示某种超越粒子物理学标准模型的新规律的存在。在实验中,研究人员们注意到,在某些特定环境条件下,某些类型的粒子的衰变几率低于理论预期,科学家们目前正在全力工作,希望能够查明这究竟是否暗示了某种全新的物理学现象,抑或只不过是信号上出现的统计误差。


来自欧洲大型强子对撞击的消息显示,有一些迹象表明,实验中似乎有一种新的未知信号出现,而一旦得到证实,那将颠覆我们当前对于粒子物理学的理解


这一数据异常在第一轮运行的CERN对撞击数据中被检测到,而如果未来在第二轮的实验运行中又被再次检测到,那么这一信号并非实验误差,而是真实现象的可能性将会大大提升,而这将意味着超越粒子物理学标准模型的全新物理学


尽管目前阶段,这项发现还仅仅被认为具有一定的统计学意义,但这项发现与此前的几项研究结论是相吻合的,这些研究认为,这种数据异常背后可能对应着某种“新的东西”。

相关实验报告是在近日召开的欧洲核子中心的一个论坛上被提到的,其中涉及B0介子衰变为激发态的K介子以及一对电子或μ介子的问题。

尽管质量要比电子大200倍左右,但根据轻子普适性原理,μ介子在反应中的性质与电子是十分相似的。

在粒子物理学标准模型中,这一性质决定了在这一特定的B0衰变中,尽管有质量差异,但μ介子和电子产生的几率应该是相同的。但在此次大型强子对撞机的实验数据中,研究人员却发现μ介子的产生几率似乎要低于预期值。

标准模型还指出电子和μ介子之间具有高度对称性,这一点已经得到诸多研究结果的证实,因此欧洲核子中心的一部分科学家认为,此次在CERN实验中观测到的这种不对称性或许的确暗示着某种意义上的“新物理”。

然而,正如研究人员们所指出的那样,在目前阶段要想做出最终判断还为时过早,未来还需要更多实验以便确认相关发现,并排除实验数据统计误差的可能性。

这里所提到的这一数据异常在第一轮运行的CERN对撞击数据中被检测到,而如果未来在第二轮的实验运行中又被再次检测到,那么这一信号并非实验误差,而是真实现象的可能性将会大大提升,而这将意味着超越粒子物理学标准模型的全新物理学。

就在这一消息发布之前几周,科学家们还刚刚宣布新发现了5种此前未知的亚原子粒子。那些粒子同样是在大型强子对撞机的实验数据中被找到的,这台世界上最复杂的粒子物理学实验设备的建造目的便是为了探寻宇宙大爆炸之后的极早期阶段宇宙所处的状态模式。

英国利物浦大学的塔拉·希尔斯(Tara Shears)教授是发现此前5种新的亚原子粒子的实验负责人,他说:“这些粒子一直躲藏在我们的眼皮子底下好多年。要想发现它们,你需要极高的探测灵敏度。”

此次所有发现的5种新粒子都属于重子,简单说就是,它们都是由三种不同夸克组成的粒子。

夸克被认为是组成物质的最基本单元之一,目前已经被发现存在着六种不同的夸克,被称作六种不同的“味”,分别是:上夸克、下夸克、粲夸克、奇夸克、底夸克和顶夸克。而此次新发现的几种粒子属于高能状态的Ω-C重子,它是由两个奇夸克和一个粲夸克组成的。

重子(baryon)一词来自希腊语,意为“重的”,因为在这类粒子最早被发现时,其属于当时已知质量最大的粒子之一。

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