3月11日消息，據(jù)國外媒體報道，去年12月，大型強子對撞機探測器首次發(fā)現(xiàn)一種比希格斯玻色子重6倍的粒子。這種粒子的存在用現(xiàn)有的模型無法解釋，這一重大發(fā)現(xiàn)有可能幫助科學家繼續(xù)發(fā)現(xiàn)一整組新型粒子，甚至發(fā)現(xiàn)第五種基本力。不過，最初的發(fā)現(xiàn)成果并不足以證實這種粒子的真正存在。隨著下個月大型強子對撞機再次啟動，科學家們將實施更多的探測實驗。
去年12月，大型強子對撞機的兩大探測器ATLAS和CMS發(fā)現(xiàn)一種新粒子存在的跡象。這種疑似新粒子比希格斯玻色子重6倍。大型強子對撞機將于下個月重新實施對撞實驗，到夏天時將可以得到確切的結(jié)果，最終結(jié)果要么證實要么駁斥這種粒子的存在。
▲示意圖：大型強子對撞機CMS探測器正在測量兩束高能光子束的能量(以紅色標注)。
在去年12月大型強子對撞機的對撞實驗中，兩組獨立的探測器發(fā)現(xiàn)一種疑似粒子的存在，這種粒子比希格斯玻色子重6倍。如果這一發(fā)現(xiàn)被證實為真，而不是探測過程中的波動，那么這將是粒子物理學領(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn)。英國倫敦國王學院理論物理學家約翰-埃利斯教授表示，“如果它真的存在，這將是完全超出標準模型之外的事物，它只是一大組新型粒子的冰山一角。”
大型強子對撞機的兩大探測器ATLAS和CMS是通過計算衰變成光子的粒子來發(fā)現(xiàn)新物理現(xiàn)象的。測量光子是探測新物理現(xiàn)象的較好途徑，因為光子比較容易探測，而且物理學家大概知道預(yù)期的結(jié)果。他們分別單獨測量光子，這些光子的綜合能量達750十億電子伏。當粒子衰變成光子時，釋放出的能量相當于它們的質(zhì)量乘以光速的平方。這和愛因斯坦提出的質(zhì)能方程相一致。埃利斯解釋說，“它的重量與750十億電子伏能量相當，即比希格斯玻色子重6倍。”
▲當粒子衰變成光子時，釋放出的能量相當于它們的質(zhì)量乘以光速的平方。這和愛因斯坦提出的質(zhì)能方程相一致。埃利斯解釋說，“它的重量與750十億電子伏能量相當，即比希格斯玻色子重6倍”
這種新型粒子(如果存在)無法用標準模型來解釋，因此這必然導致全新的粒子物理學領(lǐng)域的出現(xiàn)。一些人認為，這可能會導致第五種基本力的發(fā)現(xiàn)。
▲希格斯玻色子之名源自物理學家希格斯。
這次對撞和首次發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子跡象時的對撞類似。兩者不同之處在于，希格斯玻色子的存在已經(jīng)被預(yù)言，而標準模型從未預(yù)言過這種粒子(如果存在的話)。因此，這種粒子如果真的存在，它將帶領(lǐng)物理學家進入一個全新的世界，并發(fā)現(xiàn)一組全新的粒子。標準模型認為，宇宙中的萬事萬物都是由基本粒子組成的，這些粒子由四種基本力控制，即引力、電磁力、弱核力和強核力，這些力作用范圍不同。
這種新型粒子(如果存在)無法用標準模型來解釋，因此這必然導致全新的粒子物理學領(lǐng)域的出現(xiàn)。一些人認為，這可能會導致第五種基本力的發(fā)現(xiàn)。埃利斯表示，“這是有可能的，肯定有一組未知粒子來解釋這種新粒子的衰變，也許還可以解釋它是如何產(chǎn)生的。”這是一個令人振奮的發(fā)現(xiàn)，因為標準模型還有許多問題解釋不清，因此科學家們希望能夠取得新突破，發(fā)現(xiàn)新的理論。
然而，目前所取得的觀測數(shù)據(jù)尚不足以證實一種新粒子的存在。歐洲粒子物理研究所物理學家需要確認這種觀測結(jié)果并非是一種偶然，因此他們需要搜集更多的數(shù)據(jù)，期待再次發(fā)現(xiàn)這種粒子。大型強子對撞機將于下個月重新實施對撞實驗，到夏天時將可以得到確切的結(jié)果，最終結(jié)果要么證實要么駁斥這種粒子的存在。
IT之家注：在粒子物理學里，標準模型（英語：Standard Model, SM）是一套描述強力、弱力及電磁力這三種基本力及組成所有物質(zhì)的基本粒子的理論，由62種基本粒子構(gòu)成。
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