罕見希格斯玻色子衰變首證發(fā)現(xiàn)
有助研究新物理學(xué)
自2012年首次“現(xiàn)形”以來，希格斯玻色子便令無數(shù)科學(xué)家趨之若鶩去研究其特性。據(jù)美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)站16日?qǐng)?bào)道，歐洲核子研究中心的科學(xué)家近日發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子衰變?yōu)閮蓚€(gè)輕子(帶相反電荷的電子或μ子對(duì))和一個(gè)光子——“達(dá)利茲衰變”的首個(gè)證據(jù)，這是研究人員在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)上發(fā)現(xiàn)的最罕見的希格斯玻色子衰變之一，有助科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新物理學(xué)。
希格斯玻色子壽命不長(zhǎng)，會(huì)很快衰變?yōu)橘|(zhì)量較小的粒子。借助粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型(以下簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)模型)，科學(xué)家能預(yù)測(cè)希格斯玻色子可以衰變成哪些不同的基本粒子，“常見”的是衰變?yōu)閮蓚€(gè)光子。他們還可以估計(jì)希格斯玻色子衰變?yōu)椴煌Ｗ咏M合的頻率——衰變?yōu)橐粋€(gè)光子和兩個(gè)輕子的情況極為罕見。在最新研究中，超環(huán)面儀器實(shí)驗(yàn)(ATLAS)和緊湊繆子線圈實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)正是發(fā)現(xiàn)了上述罕見衰變的證據(jù)。
ATLAS團(tuán)隊(duì)粒子物理學(xué)家詹姆斯·比查姆解釋稱，在這一衰變中，希格斯玻色子很快會(huì)變成一個(gè)光子和一個(gè)“虛擬光子”，“虛擬光子”隨后會(huì)立即變成兩個(gè)輕子。“虛擬光子”的質(zhì)量非常小，普通光子則完全無質(zhì)量。
比查姆補(bǔ)充道：“這兩個(gè)輕子‘幾乎手牽手撞到我們的量熱儀上’”，LHC的量熱儀是阻止粒子碰撞產(chǎn)生粒子的工具。當(dāng)這些粒子被量熱儀阻擋或“吸收”時(shí)，科學(xué)家可以發(fā)現(xiàn)并研究它們。雖然科學(xué)家此前預(yù)測(cè)，希格斯玻色子存在這種衰變，但新發(fā)現(xiàn)是“此類衰變首個(gè)證據(jù)”。
他隨后補(bǔ)充說，“高亮度LHC”擬于2022年3月“王者歸來”，屆時(shí)，預(yù)計(jì)將會(huì)產(chǎn)生大量新數(shù)據(jù)，研究人員有望直接觀察到這種罕見的衰變，詳細(xì)研究希格斯玻色子的性質(zhì)，從而對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模型進(jìn)行更嚴(yán)格的測(cè)試。
研究人員稱，通過研究這種罕見的衰變，他們可以探索超越標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理學(xué)的可能性。比查姆說，標(biāo)準(zhǔn)模型解釋了很多有關(guān)物理宇宙的現(xiàn)象，但無法解釋引力和暗物質(zhì)。
總編輯圈點(diǎn)
這是整個(gè)亞原子界最聞名遐邇的小東西，長(zhǎng)期以來占據(jù)著整個(gè)粒子物理學(xué)界的研究最中心，這一點(diǎn)，無論希格斯玻色子被發(fā)現(xiàn)之前還是之后皆如此。“希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)不是粒子物理的終結(jié)，而是新物理的開端”，今天的這項(xiàng)研究，就很好的驗(yàn)證了這句話。盡管從現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)我們還無法捕捉到這背后的新物理是什么，不過已然可看到一個(gè)華麗精致的理論通過實(shí)驗(yàn)加以證實(shí)，再衍生出了新的理論和技術(shù)，最終，其還將再次走出實(shí)驗(yàn)室，幫助科學(xué)家去開啟更雄心勃勃的時(shí)代。(記者劉霞)
關(guān)鍵詞： 希格斯玻色子衰變
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