芝加哥大学 在ATLAS探测器内部，UChicago研究员Lesya Horyn最近完成了她的论文，研究长寿命的自旋子，现有电子、μ子和τ轻子的超对称伙伴
学分:芝加哥大学 芝加哥大学的一组研究人员最近开始寻找生命——或者更确切地说，寻找长寿超对称粒子的生命
超对称性是一个被提议的理论，用来扩展粒子物理的标准模型
类似于元素周期表，标准模型是我们对自然界中亚原子粒子和作用于它们的力的最好描述
但是物理学家知道这个模型是不完整的——例如，它没有为重力或暗物质腾出空间
超对称旨在通过将每个标准模型粒子与一个超对称伙伴配对来完成这幅图，从而打开一个新的假设粒子类别来检测和发现
在一项新的研究中，宇智高的物理学家发现了这些超级伙伴可能具有的特性的局限性，如果它们存在的话
田纳西大学诺克斯维尔分校的助理教授托娃·霍尔姆斯说:“超对称性确实是我们在标准模型中解决尽可能多的问题的最有希望的理论。”他是加州大学芝加哥分校的博士后研究员
“我们的工作符合大型强子对撞机重新考虑我们如何寻找新物理的更大努力
" 位于欧洲粒子物理研究所的大型强子对撞机将质子加速到接近光速，然后迫使它们碰撞
这些质子-质子碰撞产生了大量额外的粒子，研究人员希望在这些粒子中发现新的物理现象
“但是在大型强子对撞机上，新的物理事件极其罕见，很难在碰撞粒子的碎片中识别出来，”教授说
宇智高物理系的主席和这项完全由女性主导的研究的共同作者金永基
UChicago团队利用欧洲粒子物理研究所的粒子探测器ATLAS收集的数据，寻找自旋粒子的产生——假设是现有电子、μ子和τ轻子的超级伙伴
在经过测试的超对称模型中，自旋被理论化为具有很长的寿命，这意味着它们可以在衰变为可被阿特拉斯探测到的东西之前传播很远
福尔摩斯说:“我们错过新物理学的一个方法是，如果粒子在产生时没有迅速衰变。”
“通常，在我们的搜索中，我们对长寿粒子视而不见，因为我们基本上在我们的检测器中剔除了任何看起来不像标准瞬发衰变的东西
" 预计轻子最终会衰变为它们的常规轻子伙伴
但是与传统的衰变不同，这些轻子将被取代，这意味着它们不会指向原来的质子-质子碰撞点
物理学家们正在寻找的正是这种独特的特征
然而，在收集了四年的ATLAS数据后，UChicago的研究人员没有发现移位的轻子事件
这一发现的缺乏使得他们能够设定一个所谓的极限，排除了长寿恒星可能拥有的一系列质量和寿命
“我们至少有95%的把握，如果这个模型中存在一个slepton，它在这个图的阴影部分没有质量和寿命，”新诞生的Lesya Horyn说
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最近完成了关于这个测量的论文
无效结果会让团队失望吗？(回答道谢的客套语)不用谢
“什么都没有发现能告诉你这么多，”霍林说
知道长寿的恒星没有一定的质量和寿命，会让研究人员知道未来的搜索重点在哪里
福尔摩斯说:“在我看来，这次搜索是理论家们呼吁覆盖的第一件事。”
“看起来我们可以做到——我们做到了！” 这一结果激励团队将边界推得更远
在未来十年的某个时候，大型强子对撞机将进入周期性关闭，为阿特拉斯系统的硬件升级留出充足的时间
“这是分析的第一步，所以肯定有需要改进的地方，”霍林说
一个紧迫的升级将是触发系统的改进，它选择事件应该被保存还是被丢弃
触发器目前被优化来存储来自短寿命粒子的衰变，而不是这个超对称性研究的中心长寿命粒子
无需等待关闭，就可以立即进行更多改进
“未来的步骤可能包括使用大型强子对撞机下一次运行的更可靠的数据来搜索相同的模型，”哈佛大学研究生、本科生贾晓和(音译)说
她说，探索的另一条途径可能是使用类似的技术来扩展长期粒子搜索，使其不仅仅局限于小行星
目前，标准模型的完成仍然是一个谜，但该团队自豪地领导了在阿特拉斯系统中对这一超对称模型的首次搜索
“发现新物理就像大海捞针，”金说
“虽然我们在目前的数据中没有看到任何东西，但未来有很大的机会！”
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