LHC或首次造出顶夸克“四胞胎”
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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”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的超环面仪器实验和紧凑缪子线圈实验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—2023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”。
据悉,LHC已于2023年底暂时关闭,开展升级和维护,计划于2023年重启。
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