欧洲核子研究中心 信用:CC0公共领域 轻子家族中最著名的粒子是电子，它是物质的关键组成部分，也是我们理解电学的核心
但是电子不是独生子
它有两个更重的兄弟，μ子和τ轻子，它们合起来被称为三种轻子味道
根据粒子物理的标准模型，兄弟之间唯一的区别应该是它们的质量:μ子比电子重约200倍，τ轻子比μ子重约17倍
标准模型的一个显著特征是，每种味道都同样可能与W玻色子相互作用，这是所谓轻子味道普遍性的结果
轻子味的普遍性已经在不同的过程和能量状态中被高精度地探索
在今天发表在arXiv上的一篇论文中描述了一项新的研究，该研究首次在LHCP 2020年会议上发表，ATLAS协作使用一种全新的技术对轻子味道的普遍性进行了精确的测量
阿特拉斯物理学家研究了碰撞事件，其中顶夸克对衰变为W玻色子对，随后衰变为轻子
“LHC是一个顶夸克工厂，在第二次运行中产生了1亿个顶夸克对，”阿特拉斯物理协调员克劳斯·莫宁格说
“这给了我们一个不偏不倚的大样本W玻色子衰变为μ子和τ轻子，这对于高精度测量是必不可少的
" 然后，他们测量了由玻色子衰变产生的轻子是μ子或τ轻子的相对概率——这一比率被称为R(τ/μ)
根据标准模型，R(τ/μ)应该是1，因为对于τ-轻子和μ子，与W玻色子的相互作用强度应该是相同的
但是自从20世纪90年代大型正负电子对撞机的实验测量到R(τ/μ)为1以来，这个问题就一直很紧张
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026，偏离标准模型预期2
7个标准差
阿特拉斯合作的研究人员解释了他们对“轻子味道普遍性”的新测量——这是粒子物理标准模型的一个独特性质
信用:欧洲核子研究中心 新的ATLAS测量给出的值为R(τ/μ) = 0
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这是迄今为止对这一比率最精确的测量，其不确定性是LEP结果组合的一半
阿特拉斯测量值与标准模型预期值一致，表明之前的LEP差异可能是由于波动造成的
“LHC被设计成希格斯玻色子和重新物理的发现机器，”阿特拉斯发言人卡尔·雅各布斯说
“但这一结果进一步表明，阿特拉斯实验也能够在精确前沿进行测量
随着我们在第三次运行及以后获取更多数据，我们在这些类型的精确测量方面的能力只会提高
" 虽然它在最近的测试中幸存了下来，但是轻子味道普遍性的原理将不会完全脱离困境，直到LHCb实验记录的B介子衰变中的异常也被明确探测到
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