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LHCb实验的新结果挑战物理学中的一条リオン领先理论

物理学 2021-10-27 23:58:51

伦敦帝国学院海莉·邓宁著 在LHCb上观察到的一个包含电子和正电子的美丽介子的非常罕见的衰变

学分:伦敦帝国理工学院 欧洲粒子物理研究所的大型强子对撞机合作发现,根据粒子物理学的指导理论——标准模型,粒子的行为方式不符合它们应有的行为方式

粒子物理学的标准模型预测,在LHCb实验中测量的被称为美丽夸克的粒子,应该以相等的量衰变为μ子或电子

然而,新的结果表明,这可能不会发生,这可能表明新粒子的存在或标准模型没有解释的相互作用

在科学技术设施委员会的资助下,来自伦敦帝国理工学院以及布里斯托尔大学和剑桥大学的物理学家领导了对数据的分析并得出了这一结果

该结果今天在莫里昂弱电物理会议上宣布,并以预印本形式出版

超越标准模式 标准模型是目前粒子物理学最好的理论,描述了组成我们宇宙的所有已知基本粒子和它们相互作用的力

然而,标准模型不能解释现代物理学中一些最深的秘密,包括暗物质是由什么组成的,以及宇宙中物质和反物质的不平衡

因此,研究人员一直在寻找行为方式不同于标准模型预期的粒子,以帮助解释其中的一些谜团

医生

帝国理工大学物理系的米提什·帕特尔是这项测量的主要物理学家之一,他说:“当我们第一次看到结果时,我们真的在发抖,我们非常兴奋

我们的心跳确实加快了一点

“现在说这是否真的偏离了标准模型还为时过早,但潜在的影响是,这些结果是我在该领域20年来做的最令人兴奋的事情

来到这里已经是一段漫长的旅程

" LHCb实验是欧洲粒子物理研究所大型强子对撞机的四个大型实验之一,位于日内瓦附近法国和瑞士边境的地下

信用:欧洲核子研究中心 大自然的基石 今天的结果是由大型强子对撞机(LHC)的四个巨大粒子探测器之一的大型强子对撞机实验产生的

LHC是世界上最大和最强大的粒子对撞机——它将亚原子粒子加速到接近光速,然后将它们相互碰撞

这些碰撞产生了新粒子的爆发,物理学家记录并研究这些粒子,以便更好地理解自然的基本组成部分

最新的测量结果质疑了自然法则,这些法则对电子和它们更重的表亲μ子一视同仁,除了质量不同导致的微小差异

根据标准模型,μ子和电子以相同的方式与所有的力相互作用,所以在LHCb产生的美丽夸克应该像它们对电子那样经常衰变为μ子

但是这些新的测量表明,衰变可能以不同的速率发生,这可能表明前所未见的粒子将天平向远离μ子的方向倾斜

打开LHCb探测器安装升级

信用:欧洲核子研究中心 帝国博士

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学生丹尼尔·莫伊斯在莫里昂弱电物理会议上首次宣布了这一结果,他说:“这一结果为一种新的基本粒子或力提供了一个有趣的暗示,这种粒子或力的相互作用方式是目前科学上已知的粒子所没有的

“如果进一步的测量证实了这一点,它将在最基本的层面上对我们对自然的理解产生深远的影响

" 不是预料中的结论 在粒子物理学中,发现的黄金标准是五个标准差——这意味着有三分之一

结果有500万个侥幸的机会

这个结果有三个偏差——这意味着测量结果仍有千分之一的概率是统计上的巧合

因此,现在下任何确定的结论还为时过早

医生

迈克尔·麦肯也在帝国团队中发挥了主导作用,他说:“我们知道一定会有新的粒子出现,因为我们目前对宇宙的理解在很多方面都有所欠缺——我们不知道宇宙的95%是由什么组成的,也不知道为什么物质和反物质之间会有如此大的不平衡,我们也不知道我们所知道的粒子属性的模式

“虽然我们必须等待这些结果的确认,但我希望有一天我们可以将此作为一个转折点来回顾,在那里我们开始回答一些基本问题

" 现在该是伦敦商学院合作的时候了,通过整理和分析更多的数据来进一步验证他们的结果,看看一些新现象的证据是否仍然存在

继探测器升级后,LHCb实验预计明年开始收集新数据

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