據(jù)美國趣味科學(xué)網(wǎng)站近日報(bào)道，科學(xué)家表示，世界上最大的原子對撞機(jī)——大型強(qiáng)子對撞機(jī)(LHC)或許已經(jīng)首次制造出頂夸克“四胞胎”，如獲證實(shí)，有望揭示新的物理學(xué)理論。
粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型允許頂夸克“四胞胎”的存在，但新物理學(xué)理論預(yù)測，它們被LHC制造出來的概率可能遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)模型的預(yù)言，而找到更多此類“四胞胎”是檢驗(yàn)這些新理論的第一步。
頂夸克是迄今已知最重的基本粒子：一個頂夸克的“體重”與一個鎢原子相當(dāng)，但其“塊頭”比質(zhì)子小很多，這意味著頂夸克不僅是迄今已知最重的粒子，也是迄今已知密度最大的質(zhì)量形式。
盡管宇宙大爆炸發(fā)生后瞬間會產(chǎn)生大量頂夸克，但它們在10-24秒內(nèi)就會完全消失，大型粒子加速器是現(xiàn)在唯一可以制造出并觀察到頂夸克的地方。
1995年，費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家借助當(dāng)時(shí)最強(qiáng)大的粒子加速器“萬億電子伏特粒子加速器”(Tevatron)首次發(fā)現(xiàn)頂夸克。在Tevatron內(nèi)發(fā)生的質(zhì)子-反質(zhì)子束碰撞制造出了一對正反頂夸克，但這些碰撞每隔幾天才制造出一對此類夸克。相較而言，在LHC的超環(huán)面儀器實(shí)驗(yàn)(ATLAS)和緊湊繆子線圈實(shí)驗(yàn)(CMS)發(fā)生的碰撞中大約每秒就產(chǎn)生一對頂夸克。
在最新研究中，物理學(xué)家公布了在ATLAS和CMS實(shí)驗(yàn)2015—2018年間采集的數(shù)據(jù)中搜尋“四胞胎”的結(jié)果。ATLAS團(tuán)隊(duì)宣布，他們觀察到“四胞胎”“誕生”的置信度為4.3西格瑪;CMS團(tuán)隊(duì)則稱觀察到“四胞胎”“誕生”的置信度僅為2.6西格瑪。在粒子物理學(xué)中，宣布一項(xiàng)研究為“新發(fā)現(xiàn)”的黃金標(biāo)準(zhǔn)是置信度達(dá)到或超過5西格瑪，因此，這兩個團(tuán)隊(duì)得到的結(jié)果尚不足以被稱為新發(fā)現(xiàn)。
研究人員稱，目前而言，ATLAS看到的結(jié)果可能只是偶然;也可能表明“四胞胎”誕生的幾率比標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)測得更大;或許這正是某些新物理學(xué)的“蛛絲馬跡”，“LHC下一輪提供的數(shù)據(jù)，以及未來可能會出現(xiàn)的更優(yōu)異的分析技術(shù)，將提高這種測量的精度”。
據(jù)悉，LHC已于2018年底暫時(shí)關(guān)閉，開展升級和維護(hù)，計(jì)劃于2021年重啟。(記者劉霞)
關(guān)鍵詞： 大型強(qiáng)子對撞機(jī) LHC
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