LHC或首次造出頂夸克「四胞胎」

據美國趣味科學網站近日報道,科學家表示,世界上最大的原子對撞機——大型強子對撞機(LHC)或許已經首次製造出頂夸克「四胞胎」,如獲證實,有望揭示新的物理學理論。粒子物理學標准模型允許頂夸克「四胞胎」的存在,但新物理學理論預測,它們被LHC製造出來的概率可能遠高於標准模型的預言,而找到更多此類「四胞胎」是檢驗這些新理論的第一步。

LHC或首次造出頂夸克「四胞胎」

頂夸克是迄今已知最重的基本粒子:一個頂夸克的「體重」與一個鎢原子相當,但其「塊頭」比質子小很多,這意味着頂夸克不僅是迄今已知最重的粒子,也是迄今已知密度最大的質量形式。

盡管宇宙大爆炸發生後瞬間會產生大量頂夸克,但它們在10-24秒內就會完全消失,大型粒子加速器是現在唯一可以製造出並觀察到頂夸克的地方。

1995年,費米實驗室科學家藉助當時最強大的粒子加速器「萬億電子伏特粒子加速器」(Tevatron)首次發現頂夸克。在Tevatron內發生的質子-反質子束碰撞製造出了一對正反頂夸克,但這些碰撞每隔幾天才製造出一對此類夸克。相較而言,在LHC的超環面儀器實驗(ATLAS)和緊湊繆子線圈實驗(CMS)發生的碰撞中大約每秒就產生一對頂夸克。

在最新研究中,物理學家公布了在ATLAS和CMS實驗2015—2018年間採集的數據中搜尋「四胞胎」的結果。ATLAS團隊宣布,他們觀察到「四胞胎」「誕生」的置信度為4.3西格瑪;CMS團隊則稱觀察到「四胞胎」「誕生」的置信度僅為2.6西格瑪。在粒子物理學中,宣布一項研究為「新發現」的黃金標準是置信度達到或超過5西格瑪,因此,這兩個團隊得到的結果尚不足以被稱為新發現。

研究人員稱,目前而言,ATLAS看到的結果可能只是偶然;也可能表明「四胞胎」誕生的幾率比標准模型預測得更大;或許這正是某些新物理學的「蛛絲馬跡」,「LHC下一輪提供的數據,以及未來可能會出現的更優異的分析技術,將提高這種測量的精度」。

據悉,LHC已於2018年底暫時關閉,開展升級和維護,計劃於2021年重啟。

來源:cnBeta