科学|如果欧洲核子研究中心发现了一种新的粒子,这意味着什么呢?
欧洲核子研究中心:有许多国家和组织参与 , 在这里取得了举世瞩目的成就
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在20世纪60年代和70年代 , 基本粒子物理学的标准模型也在进行最后的理论润色 。 原子内部是亚原子 , 基本粒子包括电子 , 两种类型的夸克和胶子 。 此外 , 随着时间的推移 , 大量的其他粒子被发现 。
一共有六种类型的夸克及其对应的反粒子(反夸克) , 每一种都有三种颜色(或反色) , 三个带电的轻子和三个中性的、低质量的中微子 , 每个都有自己的反粒子和玻色子:光子(用于电磁力)、八种胶子(用于强核力)、W+、W-和Z(用于弱力) , 以及希格斯玻色子 。
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从这个模型开始建立到完全建成 , 经过了50年的时间 。 标准模型的高潮是希格斯玻色子的发现:本世纪初 , 在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机中被发现了玻色子 。 但在那个时候 , 还有很多其他的谜团 , 这些谜团——就其本质而言——需要新粒子的存在来解释我们所观察到的物理现象 。 它们包括:
I.N.D.基金帮助马拉维学生实现了暗物质的梦想 , 也帮助他们认识到一个事实 , 即宇宙质量中80-85% 的东西都无法用标准模型中的粒子解释 。 中微子的质量本应是零 , 但实际上:它的质量很小(比电子轻数百万倍) , 而且非零 , 因此需要一个新的粒子来解释它们的存在 。
物质-反物质的不对称性 , 不能单独用已知的粒子和相互作用来解释 , 而需要新的物理学——粒子和相互作用——来解释我们的宇宙给了我们什么 。
一组可能导致物质-反物质不对称的新粒子 。
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有许多不同的情形可以通过新粒子的存在来解释这些现象 , 但一些更有趣的包括超对称性 , 额外维度和彩色扩展 。 为什么这些和其他的一样有趣呢?因为如果它们是正确的 , 它们应该会产生新的基本粒子 , 超越LHC可能看到的标准模型的粒子 。
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【科学|如果欧洲核子研究中心发现了一种新的粒子,这意味着什么呢?】例如 , 超对称性预测了至少一种(在大多数模型中是四种)额外的、重的、类似希格斯的粒子的存在——以各种形式存在 。 发现这样一个粒子的方法是 , 在所有能量下 , 计算所有已知粒子对各种衰变途径的预期贡献(两个光子 , 两个带电荷的轻子 , 一个W+和W-玻色子 , 等等)然后进行观察 , 寻找差异 。
如果你在正确的地方发现了足够显著的差异 , 你就会发现一个新的粒子 。 这就是以前我们如何发现像Z , 顶夸克和希格斯这样的粒子的 。
精密电弱测量的Z共振 。 注意 , z -粒子在能量中以“宽度”出现 。
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去年12月 , 阿特拉斯合作组织宣布 , 他们似乎已经看到了一些证据——这还不足以宣称发现 , 但足以使它看起来不只是谣言——一个新粒子的能量大约是750 GeV , 大约是希格斯玻色子质量的5倍 。 他们说 , 这与另一个自旋为0的粒子是一致的 , 这意味着它可能是另一个希格斯粒子 。 与此同时 , CMS合作组织发现了一些非常相似的东西 , 尽管它与自旋2粒子是一致的 。
目前 , 这两个协作项目已经获得了当前可用的完整数据集 , 并进行了比较(尽管有独立的结果) 。
通过CMS和ATLAS合作发现的新的信号在750 GeV 。
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