大型强子对撞机发现 3 个前所未见的粒子的证据:
物理学家表示,他们已经从欧洲大型强子对撞机的数据中找到了三种前所未见的夸克组合的证据,而世界上最大的粒子粉碎机正在开始新一轮的高能实验。
这三种奇异的粒子类型——包括两个四夸克组合,称为四夸克,加上一个五夸克单元,称为五夸克——完全符合标准模型,标准模型是描述该结构的已有数十年历史的理论
相比之下,科学家们希望大型强子对撞机目前的运行能够找到超越标准模型的物理学证据,以解释暗物质等神秘现象的本质。这些证据可能指向新的亚原子粒子阵列,甚至是我们宇宙中的额外维度。
大型强子对撞机已关闭三年以升级其系统以处理前所未有的能量水平。关闭于 4 月结束,从那时起,CERN 研究中心的科学家和工程师法国-瑞士边境的研究中心已经为今天恢复科学运营做好准备。
随着大型强子对撞机开始第三轮数据收集和分析,欧洲核子研究中心的控制中心一片喧嚣。
“现在是一个神奇的时刻,”CERN 总干事 Fabiola Gianotti 在今天的网络直播中说。 “我们刚刚发生了前所未有的能量碰撞,13.6 兆电子伏特,这开启了 CERN 探索的新纪元。”
Gianotti 说,大型强子对撞机的科学家们希望在第三次运行中收集尽可能多的数据他们在对撞机的前两次运行中收集了 13 年的时间。 “这当然会增加我们发现或理解宇宙基本定律的机会,”她说。
27 公里圆(17 英里圆)的超导磁体环其粒子探测器将在第 3 次运行期间全天候运行近四年。
今天的运行开始是 10 年零一天ter LHC 物理学家宣布了他们迄今为止最大的发现:希格斯玻色子存在的证据,这是一种有助于解释质量现象的亚原子粒子。
今天在 CERN 期间描述的三种新型亚原子粒子研讨会,并不完全是希格斯级的启示。但它们确实表明,大型强子对撞机正在寻找更多以前未曾见过的宇宙构建模块。
大型强子对撞机以接近光速的速度将质子撞击在一起,以研究组合被称为强子的夸克。
“我们进行的分析越多,我们发现的奇异强子就越多,”该对撞机 LHCb 探测器的物理协调员尼尔斯·图宁 (Niels Tuning) 在新闻发布会上说。
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“我们正在见证一个类似于 1950 年代的发现时期,当时强子的‘粒子动物园’开始被发现,并最终导致了 1960 年代传统强子的夸克模型。我们正在创造‘粒子’动物园 2.0’。”
LHCb 发言人 Chris Parkes 表示,研究夸克的新组合“将有助于理论家开发奇异强子的统一模型,其确切性质在很大程度上是未知的”。
大多数强子并不那么奇异。例如,质子和中子是由结合在一起的三个夸克组成的。 (事实上,“夸克”一词的起源可以追溯到詹姆斯·乔伊斯 (James Joyce) 在芬尼根 (Finnegan) 的《守灵夜》(Finnegan’s Wake) 中的一句话:“Three quarks for Muster Mark!”)介子是双夸克的组合。
四夸克夸克和五夸克的组合要少得多,并且被认为在衰变成不同类型的粒子之前只存在一瞬间。
夸克有六种不同的“味道”:上和下、上和下、
LHCb 团队分析了带负电的 B 介子的衰变,发现了五夸克存在的证据,该五夸克由一个魅夸克和一个魅反夸克以及一个上夸克、下夸克和奇异夸克组成。这是已知的第一个包含奇夸克的五夸克。
这两个新发现的四夸克包括四个夸克的“双电荷”组合:一个魅夸克、一个奇异夸克、一个上夸克和一个下反夸克。
该四夸克与其中性对应物一起被发现,它有一个魅夸克、一个奇异反夸克、一个上反夸克和一个下夸克。欧洲核子研究中心表示,这是首次同时观察到一对四夸克。
一些理论模型将奇异强子视为由紧密束缚的夸克组成的单个单元。其他人则将它们视为松散结合在一起的一对标准强子,类似于原子结合在一起形成分子的方式。
“只有时间和对奇异强子的更多研究才能证明这些粒子是否是一个,另一个或两者兼而有之,”CERN 说。
本文最初由 Universe Today 发表。阅读原文。