一種潛在全新粒子被發現 或能解決標準模型困境

2016年08月12日 14:24     評論»

來源: 科技訊

隨著技術的進步我們的科學也是越來越發達,發現越來越多的新事物,而這種全新粒子的發現雖然目前為止還沒有一個準確的結論,但是對於我們的科研人員而言也是一個不可多得機會,一個解決諸多問題的新機會。

  去年12月,核子研究中心的研究人員發現一種潛在的新粒子,這可能會顛覆現有的主要物理理論。該中心在2012年發現了希格斯玻色子或上帝粒子,從高速原子碰撞中獲取更多數據,而理論家試圖弄清楚這一切意味著什麽。在星期五的芝加哥物理會議上,歐洲核子研究中心首席發言人Tiziano Camporesi稱,更多的數據表明,他們看到的沒有什麽,僅僅是一個隨機的統計波動。

  有關於對撞機的工作原理,正負電子在對撞機里相向高速迴旋、對撞,探測對撞產生的「碎片」—??—次級粒子並加以研究,就能了解物質微觀結構的許多奧秘。雖然我們還不能預言這些研究結果將會有什麽樣的實際應用,但可以相信,微觀奧秘的揭示一定會對人類的生活產生深遠的影響,就像電磁波的發現已成為信息時代的先導、對原子核的研究導致了核能的廣泛應用那樣。而利用電子在對撞機里偏轉時發生的一種光輻射——同步輻射,又可以把對分子和原子的研究,由靜態的和結構性的開拓到動態的和功能性的。

  發現一種比希格斯玻色子重的粒子的最初跡象來自於去年12月大型強子對撞機的粒子碰撞,目前的模型無法解釋,這種粒子的存在可能導致發現一系列全新的粒子,甚至可能是第五種基本動力。但是,據《每日郵報》報導,第一次結果不足以證實粒子的存在,目前第二次試驗的運行未能找到這種神秘的粒子。利用去年12月在日內瓦的大型強子對撞機產生的數據,兩個獨立的測量表明看似存在一種新粒子(一種比希格斯玻色子重六倍的粒子)。

  普林斯頓大學物理學家詹姆斯-奧爾森教授指出,截止7月中旬,我們應該有足夠的數據來確認結果或對這種粒子的存在提出強烈質疑。目前科學家們正在收集將於下周在芝加哥召開的高能物理國際會議的有關證明,一位就職於日內瓦歐洲核子研究中心的理論物理學家暗示,權威結果將於下周末公布。但該消息人士稱,從今年4月開始有關粒子的信息沒有被實驗證實。

  ATLAS和CMS兩個探測器試圖計算出消失粒子的衰變,尋找新的物理定律。測量光子是探測新物理定律的好方法,因為光子很容易檢測,而且物理學家根據背景事件的結果預知會發生什麽。兩個探測器都分別檢測到光子能量總計750 GeV(十億電子伏特)。當粒子衰變為光子,粒子釋放出的能量等於他們的質量乘以光速的平方。我們都熟悉愛因斯坦最著名的方程(質能方程),這種檢測是在運動中驗證質能方程。這意味著這些產生光子的粒子因其質量蘊含能量的精確數仍是一個未知數。

  這種粒子重約750 GeV,比希格斯玻色子重6倍,幾乎比質子重800倍。但是一些科學家始終持懷疑態度。來自歐洲核子研究中心物理部科學家PatrickJanot認為,在去年的數據中,我沒有看到任何有統計學意義的粒子。當你做了1000次以上的統計分析,不能看到一個超過3σ的分析是很不科學的,實際上是可疑的。依我來看,新的數據可能被證實或不能證實。無論哪種情況,歐洲核子研究中心很快會在高能物理國際會議前宣布。

  這種新粒子(假設其存在)並不能被標準模型預測到,因此它將打開物理學家一個全新的未知世界,並可能導致一系列新粒子的發現。找到一種這樣的粒子將是令人興奮的,因為多年來標準模型遺留下的問題仍沒有得到解答,所以科學家們渴望擺脫標準模型並找到新的理論。標準模型不能解釋重力,例如,因為它與我們解釋萬有引力運作的最佳方式(廣義相對論)相矛盾,它也不能解釋暗物質粒子。

  由此可以見得,這個粒子雖然目前為止只是偶然的被發現了,但是對我們卻有著不同尋常的作用,希望我們的科學家能夠早日的破解。

關鍵詞: 粒子

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