科技日报|LHC或首次造出顶夸克“四胞胎”
据美国趣味科学网站近日报道 ， 科学家表示 ， 世界上最大的原子对撞机——大型强子对撞机（LHC）或许已经首次制造出顶夸克“四胞胎” ， 如获证实 ， 有望揭示新的物理学理论 。
粒子物理学标准模型允许顶夸克“四胞胎”的存在 ， 但新物理学理论预测 ， 它们被LHC制造出来的概率可能远高于标准模型的预言 ， 而找到更多此类“四胞胎”是检验这些新理论的第一步 。
顶夸克是迄今已知最重的基本粒子：一个顶夸克的“体重”与一个钨原子相当 ， 但其“块头”比质子小很多 ， 这意味着顶夸克不仅是迄今已知最重的粒子 ， 也是迄今已知密度最大的质量形式 。
尽管宇宙大爆炸发生后瞬间会产生大量顶夸克 ， 但它们在10-24秒内就会完全消失 ， 大型粒子加速器是现在唯一可以制造出并观察到顶夸克的地方 。
1995年 ， 费米实验室科学家借助当时最强大的粒子加速器“万亿电子伏特粒子加速器”（Tevatron）首次发现顶夸克 。 在Tevatron内发生的质子-反质子束碰撞制造出了一对正反顶夸克 ， 但这些碰撞每隔几天才制造出一对此类夸克 。 相较而言 ， 在LHC的超环面仪器实验（ATLAS）和紧凑缪子线圈实验（CMS）发生的碰撞中大约每秒就产生一对顶夸克 。
在最新研究中 ， 物理学家公布了在ATLAS和CMS实验2015—2018年间采集的数据中搜寻“四胞胎”的结果 。 ATLAS团队宣布 ， 他们观察到“四胞胎”“诞生”的置信度为4.3西格玛；CMS团队则称观察到“四胞胎”“诞生”的置信度仅为2.6西格玛 。 在粒子物理学中 ， 宣布一项研究为“新发现”的黄金标准是置信度达到或超过5西格玛 ， 因此 ， 这两个团队得到的结果尚不足以被称为新发现 。
研究人员称 ， 目前而言 ， ATLAS看到的结果可能只是偶然；也可能表明“四胞胎”诞生的几率比标准模型预测得更大；或许这正是某些新物理学的“蛛丝马迹” ， “LHC下一轮提供的数据 ， 以及未来可能会出现的更优异的分析技术 ， 将提高这种测量的精度” 。
【科技日报|LHC或首次造出顶夸克“四胞胎”】据悉 ， LHC已于2018年底暂时关闭 ， 开展升级和维护 ， 计划于2021年重启 。
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