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胖次资讯|新发现或动摇粒子物理学基础 三个独立实验结果相似



胖次资讯|新发现或动摇粒子物理学基础 三个独立实验结果相似
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【胖次资讯|新发现或动摇粒子物理学基础 三个独立实验结果相似】今年早些时候 ， 欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机底夸克实验（如图）发现了“耐人寻味的异常现象” ， 该发现与另外两个实验的结果或许将动摇粒子物理学的基础 。
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大型强子对撞机（LHC）
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这些实验的结果指向了粒子物理学标准模型以外的新现象
新浪科技讯 北京时间6月23日消息 ， 据国外媒体报道 ， 物理学界的一项新发现或许将动摇粒子物理学的基础 ， 并重塑我们对宇宙的认知 。 近期的一篇综述对三个独立进行的实验进行了总结 ， 发现它们获得了“惊人类似”的结果 。
这些研究显示 ， 轻子普适性——标准模型的基础假设——可能并不成立 。 恰恰相反的是 ， 研究结果指向一种存在于粒子物理学标准模型之外的新现象 。
“这些研究的观测结果似乎对轻子普适性提出了挑战 ， ”一支国际物理学家团队在发表于《自然》（Nature）杂志的综述中写道 ， “这些结果的证实将指向新的粒子或相互作用 ， 或许将对我们对粒子物理学的理解带来深远影响 。 ”
轻子普适性是一个简单的规则 ， 指的是特定基本粒子间的相互作用是一致的 ， 尽管这些粒子具有不同的质量和寿命（衰变速率） 。 这些基本粒子被称为带电轻子 ， 包括电子、μ子（muon） ， 以及较重的τ粒子（tau） 。
综述中提到的三项研究分别是由美国、瑞士和日本的团队完成的 。 他们发现 ， 基于电子和μ子的衰变速率 ， τ粒子的衰变速率要远高于标准模型的预测 。 尽管其中一个实验可能出现了统计学误差 ， 但三个独立研究分别在三种不同环境下观测到了远高于预期的τ粒子衰变 ， 这让粒子物理学家们有点坐不住了 。
“τ粒子是关键 ， 因为电子和μ子都得到了充分的测量 。 τ粒子的测量难度更大 ， 因为它们衰变得非常快 ， ”综述作者之一、加州大学圣芭芭拉分校弗朗哥·塞维拉（Franco Sevilla）说 ， “现在物理学家得以更好地研究τ粒子 ， 我们看到 ， 轻子普适性或许并不是标准模型所宣称的那样 。 ”
这三项研究分别是在瑞士欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机底夸克实验（LHCb）、美国加州SLAC国家加速器实验室的BaBaR大型探测器 ， 以及日本的Belle实验进行的 ， 研究结果对轻子普适性的原理提出了挑战 。
综述团队表示 ， 这三个研究给出的结果总体上具有99.95%的确定性 。 目前 ， 研究人员希望确定这些结果是否预示着新的物理学现象 ， 抑或只是统计学误差 。
“我们还不确定这些结果如果证实 ， 长期来看意味着什么 ， ”塞维拉说 ， “首先 ， 我们需要确定它们是真实的 ， 然后需要进行补充实验 ， 以确定这些结果的含义 。 ”如果实验结果指向新粒子或新规律 ， 或许就能填补我们对宇宙的认知空白 ， 为暗物质如何形成和运作等问题提供线索 。
简明亚原子物理学
原子通常是由质子、中子和电子组成的 ， 而它们又是由更小的基本粒子组成 。 基本粒子是人类目前已知的最小粒子 ， 可以分为两类 ， 一类是费米子 ， 被认为是组成物质的粒子；另一类是玻色子 ， 是使其他粒子聚集起来的媒介粒子 。
费米子中的亚原子粒子被称为夸克 。 当3个夸克结合时 ， 会形成被称为重子的复合粒子 。 质子可能是最广为人知的重子 。 有时 ， 夸克会与相应的反粒子（如反夸克 ， 具有相同的质量和相反的电荷）相互作用 ， 形成介子 。


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