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欧核中心实验首次发现玻色子“三胞胎”

作者:微信群   来源:微信群  热度:6  时间:2020-06-29 21:08:17
据物理学家组织网27日报道,美国科学家借助欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)和其紧凑缪子线圈实验(CMS),首次观察到极罕见的玻色子“三胞胎”生成事件,这一成果或有助科学家发现超越粒子物理学标准模型的新物理学。

  据物理学家组织网27日报道,美国科学家借助欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)和其紧凑缪子线圈实验(CMS),首次观察到极罕见的玻色子“三胞胎”生成事件,这一成果或有助科学家发现超越粒子物理学标准模型的新物理学。

欧核中心实验首次发现玻色子“三胞胎”

欧核中心实验首次发现玻色子“三胞胎”

欧核中心实验首次发现玻色子“三胞胎”

  研究人员称,最新观测涉及W或Z玻色子“三胞胎”的生成。玻色子包括光子、W玻色子、Z玻色子、胶子和希格斯玻色子。W或Z玻色子都携带弱力,但Z玻色子不带电荷。弱力是宇宙四大基本自然力(另外三种力分别为强力、电磁力和万有引力)之一,与放射性现象和太阳内部热核过程密切相关。粒子物理标准模型是描述强力、弱力、电磁力及组成物质的基本粒子(包括玻色子)等的理论。

  当被加速到接近光速的高能质子束沿着LHC的圆形轨道在几个点迎面相撞时,就会有玻色子“三胞胎”生成——两个质子相撞时,质子内部的夸克和胶子被迫分开,W或Z玻色子随之出现。在极罕见的情况下,它们以“三胞胎”形式——WWW、WWZ、WZZ和ZZZ出现。

  该研究主要负责人之一、加州理工学院高能物理研究团队的张志财表示,10万亿个质子—质子碰撞,才会生成一个此类“三胞胎”,这些事件发生的概率仅为发现希格斯玻色子的50分之一。

  此前,科学家曾在LHC上观察并测量两个大质量玻色子的产生,但这是首次观察到玻色子“三胞胎”的产生。

  高能物理团队负责人哈维·纽曼解释说:“通过观察星系的旋转和分布,我们知道暗物质在发挥引力作用,但标准模型不包含暗物质、暗粒子,甚至不包括引力,我们推测,有比标准模型更基本的理论等待我们去发现。”

  LHC目前正在升级,计划于2021年“王者归来”,并运行至2024年,随后再次升级,以将其数据收集能力提高30倍,“高亮度LHC”计划从2027年开始运行10年。

  纽曼表示,通过收集更多此类事件和其他罕见事件的数据,研究人员将能以更高精度测试对标准模型的预测,最终发现并研究超越标准模型的新相互作用。


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