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科学家利用机器发现了新物理学的诱人暗示

发布时间:2021/3/26
  物理学家已经发现了解释宇宙构造原理的理论中的潜在缺陷。
  标准模型(SM)是我们用来解释周围世界的精细运作的最佳理论。
  但是一段时间以来,我们已经知道SM是更完整地了解宇宙的垫脚石。
  被称为美容夸克的亚原子粒子引起的意想不到的行为提示可能会揭露这个已有数十年历史的理论的基础。
  这项发现是从大型强子对撞机(LHC)的研究人员收集的数据中得出的。这是一台巨大的机器,建在法瑞边境下方27公里长的圆形隧道中。它把质子粒子束粉碎在一起,以探测我们所知道的物理极限。
  夸克的神秘行为可能是尚未发现的亚原子粒子在施加力的结果。
  但是物理学家强调,需要更多的分析和数据来证实结果。
  伦敦帝国理工学院的Mitesh Patel博士告诉BBC新闻:“当我们初次查看结果时,我们实际上是发抖,我们感到非常兴奋。我们的心跳加快了。
  “现在说这是否真的偏离标准模型还为时过早,但潜在的影响是如此之大,以至于这些结果是我20年来在该领域所做的最令人振奋的事情。 。”
  我们世界中有一些构建基块甚至比原子还要小。这些亚原子粒子中的一些甚至由更小的成分组成,而另一些则无法分解为其他任何东西。后者被称为基本粒子。
  标准模型描述了组成宇宙的所有已知基本粒子及其相互作用的力。
  但这无法解释现代物理学中的一些最大谜团,例如暗物质或引力的性质。物理学家知道,最终必须将其替换为更高级的框架。
  大型强子对撞机旨在发现标准模型之外的物理学。因此,如果证实LHCb的结果,将代表重要的发现。
  LHCb产生称为“美容夸克”的亚原子粒子,通常不存在于自然界中,而是在LHC处产生。亚原子粒子经历一个称为衰变的过程,其中一个粒子转化为几个质量较小的粒子。
  根据标准模型,夸克应衰变成相等数量的电子和介子粒子。取而代之的是,该过程比μ子产生更多的电子。
  一种可能的解释是,一种尚未被发现的称为known夸克的粒子参与了衰变过程,并使其更易于产生电子。
  剑桥大学的Paula Alvarez Cartelle博士是该发现背后的科学领导者之一。她评论说:“这项新结果诱人地暗示了新的基本粒子或与这些粒子相互作用的力的存在。
  “我们拥有的数据越多,得到的结果就越强大。这种测量是过去十年一系列LHCb结果中最重要的,所有结果似乎都一致-可能都指向一个共同的解释。
  “结果没有改变,但是不确定性减少了,从而增强了我们查看与标准模型可能存在的差异的能力。”
  在粒子物理学中,发现的黄金标准是一个称为5-sigma的水平,其中350万可能性是偶然的结果。
  LHCb的测量值是三西格玛-意味着该测量值是统计巧合的概率大约为千分之一。因此,曼彻斯特大学的团队负责人克里斯·帕克斯(Chris Parkes)教授认为,人们不应被这些发现所困扰。
  “我们可能正在迈向物理学的新纪元,但如果是这样,那么我们在这一点上还处于相对较早的阶段。我们已经看到这种意义的结果来来往往,因此我们应该谨慎对待。好兴奋。”他说。
  但是,根据布里斯托大学的Konstantinos Petridis博士的说法,如果LHCb明年重新启动时得到进一步的分析和数据证实,它可能是物理学上最近最大的发现之一。
  “在自然界中发现新力量是粒子物理学的圣杯。我们目前对宇宙成分的理解非常短-我们不知道宇宙的95%是由什么构成的,或者为什么有这么大的宇宙物质与反物质之间的不平衡。”
  研究结果已经发表在《自然物理学》上。美国国家航空航天局(Nasa)将于4月初驾驶Ingenuity Mars直升机