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大型强子碰撞器中出现了新的幽灵粒子吗

发布时间:2022年04月29日    点击:[0]人次

大型强子碰撞器中出现了新的幽灵粒子吗?

在cientists欧洲核子研究中心的核物理实验室日内瓦附近正在调查过程中,在大型强子对撞机实验的一个奇怪的和意想不到的新粒子是否弹出到存在。该机器的多功能Compact Muon Solenoid(CMS)探测器的研究人员发现了他们的数据中的奇怪的颠簸,这可能是一个质量超过碳原子质量两倍的未知粒子的名片。

这种神秘粒子的前景让物理学家感到困惑,就像它激动了他们一样中国机械网okmao.com。目前,他们所偏爱的现实理论中没有一个包括粒子,尽管许多理论家现在都在努力研究模型。“我会说理论家很兴奋,实验主义者非常怀疑,”负责数据的CMS团队的理论家亚历山大·尼基坦科说。“作为一名物理学家,我必须非常批评,但作为分析的作者,我也必须有一些乐观。”

该实验室的高级科学家本周四安排了一次谈话,Nikitenko和他的同事Yotam Soreq将讨论这项工作。他们将描述他们如何发现CMS数据中的颠簸,同时寻找希格斯玻色子的较轻表兄的证据,这是2012年在大型强子对撞机上发现的难以捉摸的粒子。

大型强子对撞机通过以接近光速的速度将亚原子质子粉碎成另一个来产生粒子。当质子相遇时,碰撞中的能量转换成质量,因此粒子符合爱因斯坦方程,E = mc 2。

在大型强子对撞机中产生的许多粒子非常不稳定,并立即衰变成更轻,更稳定的粒子,如光子和电子。正是通过寻找过量的这些粒子,在数据中显而易见,物理学家倾向于发现新的粒子。例如,希格斯玻色子背叛其存在的一种方式是通过在制造粒子的碰撞中记录的异常高数量的光子。

但粒子物理学并不容易追求。对于其从业者的无尽挫败感,数据的颠簸只不过是统计波动所产生的。区分这些和诺贝尔奖获奖发现的最佳方法是分析越来越多的数据:统计吸虫总是随着时间消失。

在两个单独的分析中,CMS团队发现了数据,这些数据表明探测器中存在μ子或重电子。如果是真的,数据表明质量为28GeV或10亿电子伏特的新粒子,略小于希格斯玻色子质量的四分之一。无论是什么,它都不是Nikitenko和他的同事们正在寻找的粒子。

更复杂的是,LHC的低能量碰撞中的颠簸比升级后机器执行的更有能量的碰撞更明显。Nikitenko说,如果更多的“背景”粒子以更高的能量产生,然后模糊信号,那就可以解释了。

由于分析非常耗时,因此CMS团队可能需要一年时间来确认或排除新粒子的存在。但是,在大型强子对撞机的其他多功能探测器Atlas工作的Cern团队的发言人Karl Jakobs说,它正在检查自己的数据是否有所提出的粒子的迹象。“我们正在对Atlas数据进行类似的分析,但是当结果公布时,我还不能给你一个时间表,”他说。

Nikitenko说,对于Atlas进行交叉检查,结果是“至关重要的”。“如果Atlas确认这将是真实的。这将是非常新的事情。“一项独立的研究已经报道了该粒子的潜在证据。知道数据颠簸的CMS团队的前成员Arno Heister 分析了Aleph收集的旧结果,Aleph是Cern之前的粒子加速器(大型电子 - 正电子对撞机(LEP))的探测器。他在30GeV时发现了类似的撞击。“这种多余的,如果真的,是非常意想不到的,”他告诉卫报。

德国Electron -Synchrotron机器(DESY)的理论家Georg Weiglein表示,很难想出一款具有像CMS碰撞所要求的颗粒的模型。“这并不排除这种信号实际存在的可能性。相反,如果观察到的信号似乎不适合我们现有的模型,那将更加令人兴奋,“他说。“人们热切期待着进一步的实验信息。”

Cern研究员Michelangelo Mangano说:“当数据中出现一些异常现象时,理论家们总是很高兴。我相信很多同事已开始研究这个问题。然而,兴奋起来有点早。“

“鉴于Atlas尚未发布他们的分析,并且考虑到即使对于CMS来说,更多的数据也在磁带上,很明显,这种影响很快就会得到证实或消除,”他说。

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