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根據大型強子對撞機LHC資料的最新分析結果,結果中仍然存在違反理論的異常。

世界上最大的粒子加速器,瑞士日內瓦的大型強子對撞機,進行了許多旨在回答關於宇宙本質未解之謎的實驗。通常,這些實驗都很符合現在的理論。但是其中一項名為LHCb的實驗發現,它們所測得的值與粒子物理核心理論(標準模型)所預測的值之間存在微小偏差。經過三年的資料分析,差異仍然存在,這是新物理學理論的潛在標誌。

維修中的LHC

粒子加速器實質上是通過使用E=mc2方程(質能方程)來尋找新粒子:它們將粒子加速到接近光速,並在檢測器內部將它們相撞,釋放出巨大的能量,從而產生在地球上不常見的粒子。這就是物理學家發現希格斯玻色子的方式。但是隨著實驗的不斷進行,這種直接生產粒子的方法漸漸產生不了新種類的粒子,因此科學家們開始尋找新方法來尋找新粒子-例如通過觀察粒子如何衰變為其他粒子。

罕見的B0衰變是研究最深入的一種衰變,簡單地說,是B介子衰變為k介子和兩個μ子。簡要介紹一下:原子是由電子,質子和中子組成的。質子和中子是由夸克製成的。夸克有六種(每個夸克都有一個反粒子,基本上是帶有相反電荷的相同粒子)。這六個夸克分別稱為上,下,粲,奇,頂和底夸克。 B介子包含下夸克和反底夸克。在LHC產生這些B0粒子後,它們會衰變,衰變到K介子時,該衰變由下夸克和反奇異夸克(進一步衰變)加上兩個μ子(μ子像電子的重表親)組成。

這個過程有什麼令人興奮的地方?在衰變的某些方面,物理學家實際測量的值與他們的預期略有不同。這些差異尚未通過所謂的5西格瑪測試。物理學界已經同意將實驗與理論之間的五個標準差視為真正的發現。科學家將LHC每秒發生的數十億個碰撞中的每一個視為自己的實驗。這些碰撞中的一些會產生B介子,而某些B介子將以物理學家想要研究的特定方式衰變。物理學家需要進行多次實驗,以建立足夠的統計資料,以判斷他們觀察到的結果是否與理論相符或相異。

LHC周長達到了27公里

LHCb物理學家本週宣佈,理論與實驗之間的這種差異被更多的資料驗證了,標準模型預測的值與實驗者所測得的值不同。但離完全的確定還需要更多的實驗。至於可能導致差異的原因,目前尚不清楚。也許未知的粒子是罪魁禍首。但是物理學家並沒有排除一些普通的解釋,例如夸克之間相互作用的可能。

儘管如此,這些差異還是提示了新物理理論的可能。科學家希望將前兩年的資料納入分析,以期獲得進一步的結果。他們表示:“資料越多,就需要越小心的處理。”

最新評論
  • 1 #

    瑞士這麼小的國家居然敢搞對撞機,而中國就因為楊振寧這個糟老頭子一句太貴了不搞了。我也沒有搞清楚,到底是瑞士有錢還是中國有錢?

  • 2 #

    中國需要的是考量利和弊,這關係到中國發展的方向,可能是粒子對撞機的潛力太小了

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