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欧洲核研究中心第一次发现事件比上帝粒子罕见50倍。
2020-06-28 01:15:24
来源:文章来源于网络

现代物理学对宇宙的运作了如指掌,从巨大的星系到无穷小的夸克和胶子。然而,一些主要的谜团的答案,如暗物质的性质和引力的起源,仍然是遥不可及的。利用瑞士日内瓦欧洲核研究中心的大型强子对撞机(LHC),现有最大和最强大的粒子加速器加利福尼亚理工学院的物理学家及其紧凑型的μ介子电磁铁实验,对非常罕见的事件进行了新的观测,这可能有助于使物理学超越目前对世界的理解。

新的观测包括同时产生三个w玻色子和z玻色子,这是一个亚原子的介电粒子,带有弱力(已知的四种基本力之一),这是辐射的原因,也是太阳热核过程的重要组成部分。玻色子是一类粒子,它还包括组成光的光子;希格斯玻色子,被认为是使物质产生质量的物质;以及使原子结合在一起的胶子。w玻色子和z玻色子的相似之处在于它们都携带弱力,但区别在于z玻色子没有电荷。

这些玻色子的存在,以及其他亚原子粒子的存在,如胶子和中微子的存在,都是用众所周知的粒子物理标准模型来解释的。18岁,加州科技大学的研究生,是由marvinl领导的高能物理研究小组的成员。戈德伯格物理学教授哈维纽曼和陈尚毅物理学教授马里斯皮罗普乌。他与其他团队成员一起工作,是新观察的主要贡献者之一。产生三玻色子的事件发生在大型强子对撞机(LHC)环形路径上的几个点。

当高能质子束加速到接近光速时,就会产生三层玻色子。当两个质子碰撞时,质子中的夸克和胶子被迫分离,当这种情况发生时,w玻色子和z玻色子突然出现;在非常罕见的情况下,它们以三胞胎的形式出现:www、WWZ、WZZ和ZZZ。这个w玻色子和z玻色子的三重态仅在10万亿质子-质子冲突中产生。这些事件记录在cms中,cms围绕着大型强子对撞机路径上的一个碰撞点。

这些事件比用来发现希格斯玻色子(上帝粒子)的事件少50倍。因为大型强子对撞机产生大量碰撞,你可以看到非常罕见的东西,比如这些玻色子的产生。W玻色子和z玻色子可能相互作用,从而使w玻色子和z玻色子产生更多的w玻色子和z玻色子;这些可能表现在有两个或三个大质量玻色子的事件中。然而,这种创造是罕见的,因此产生的玻色子越多,它们产生的频率就越低。

在大型强子对撞机上以高精度观测和测量了两个大质量玻色子的产生,而这些玻色子的产生并不是实验的具体目标。通过收集足够的数据,包括许多玻色子三重态事件和其他罕见事件,研究人员将能够更准确地检验标准模型的预测,并最终发现并研究新的相互作用。通过观察星系的自转和分布,我们知道暗物质必须受其引力特性的影响,但暗物质不符合标准模型。

它没有容纳暗粒子的空间,也不包括重力,它根本无法在宇宙大爆炸初期的典型早期宇宙能量尺度上运行。也许有一种比标准模型更基本的理论,但尚未被发现。计划于2021年至2024年对大型强子对撞机进行为期三年的测试,目前正在筹备中。在运行结束时,该设备将升级30倍以增加其数据收集能力,而且仍有许多尚未实现的潜力。

研究人员收集了大量数据,在对cms和大型强子对撞机(Lhc)进行了重大升级之后,数据预计只有几个百分点。高亮度大型强子对撞机计划从2027年开始运行10年,而该小组才刚刚开始30年的物理项目。

博科公园/研究/出发地:加州理工学院/欧洲核研究中心

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