底夸克衰變成電子和繆子頻率不同再添佐證 新的基本力有待發現

業界 | 2021-10-21 11:03:29
時間:2021-10-21 11:03:29   /   來源: 科技日報      /   點擊數:()

科技日報北京10月20日電 (記者劉霞)據英國劍橋大學官網19日報道,該??茖W家在最新研究中再次發現,底夸克衰變成電子和繆子的頻率并不相同,這違背了粒子物理學標準模型,為我們發現新物理學提供了佐證。實際上,今年3月,歐洲核子研究中心的科學家也發現了類似現象。

粒子物理學標準模型描述了構成宇宙的所有已知粒子及其相互作用的力,但它并不完整。因為,它不包括重力,不能解釋物質在大爆炸期間是如何產生的,也沒有囊括可以解釋神秘暗物質的粒子。因此,物理學家們一直在尋找超越標準模型的“蛛絲馬跡”,試圖揭示和破解一些謎團,其中的“主角”或是被稱為底夸克的粒子。

夸克是科學家們認為不能再分割的一種基本粒子,目前已知的夸克包括上夸克、下夸克、粲夸克、奇異夸克、底夸克和頂夸克。底夸克在我們周圍并不大量存在,因為其壽命極其短暫,在轉化或衰變為其他粒子前,它們僅能存在萬億分之一秒。但歐洲核子研究中心的巨型粒子加速器大型強子對撞機每年會產生數十億個底夸克,并由其上的底夸克探測器(LHCb)記錄下來。

底夸克衰變的方式會受到未發現的力或粒子的影響。今年3月,LHCb的一個小組稱,底夸克衰變為繆子的頻率只有電子的85%左右,而粒子物理學標準模型認為,除了電子比繆子輕200倍外,其他方面兩者一樣。

研究人員解釋稱,假設這一結果是正確的,最有可能的解釋是,一種新的力對電子和繆子區別對待,干擾了底夸克如何衰變。但上述結果與標準模型之間的差異僅為“3西格瑪”,而只有當結果達到“5西格瑪”,才能被稱為“發現”。

在最新研究中,科學家們研究了來自同一家族的兩個新底夸克的衰變結果,同樣的劇情再次上演:繆子衰變的發生頻率僅為電子衰變的70%左右,偏差約為“2西格瑪”。

最新研究負責人、卡文迪什實驗室的哈里·克利夫博士說:“雖然結果本身并不具有決定性,但它確實進一步佐證有新的基本力有待發現。升級后的LHCb將收集更多數據,為我們揭示更多粒子的秘密。”

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