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“上帝粒子”最新数据分析结果公布

科普小知识2021-11-09 18:59:14
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在大型强子对撞机内部,该装置于去年7月发现了一种新粒子,很可能是希格斯玻色子,也就是所谓的上帝粒子。

北京时间3月8日,据网上网站报道,欧洲核中心大型强子对撞机发现希格斯玻色子,终于公布了新的进展。

来自世界各地的物理学家本周齐聚意大利,举行为期两周的会议,讨论粒子物理学和宇宙学的最新发展。3月6日,大型强子对撞机的ATLAS和CMS探测器团队报告了他们最新数据的分析结果。除了一些模糊的表达,他们的报告通常不是新的,没有什么可说的。

欧洲核子研究中心发言人詹姆斯·吉利斯在该机构的官方网站上写道:“去年在欧洲核子研究中心发现的新粒子现在越来越有可能是希格斯玻色子。然而,我们仍需要更多的分析来得出最终结论。”

物理学家们寻找已久的希格斯玻色子是物理标准模型中唯一尚未发现的粒子。这个粒子将有助于解释所有已知粒子和力之间的相互作用,有时被称为“上帝粒子”。到目前为止,大型强子对撞机项目的物理学家在称他们去年7月发现的新粒子为希格斯玻色子时非常谨慎。这是有道理的,因为到目前为止,这种新粒子的特性还没有被分析,所以在未来可能还会有变数。

然而,迄今为止的所有信息都表明,去年发现的新粒子确实是人们长期以来一直在寻找的希格斯玻色子。这些粒子的质量约为125GeV,是质子的125倍。

目前,物理学家正试图证实这种新粒子的基本性质之一是它的自旋,这是所有亚原子粒子的一个非常重要的特征,并决定了它与其他粒子的相互作用方式。分析表明,去年发现的“疑似希格斯粒子”的一个自旋值似乎为零,这完全符合理论预期。然而,自旋值2仍然不能排除。如果它的自旋最终被确定为2,这将意味着去年发现的粒子是一个以前没有预料到的新粒子。这将是一个惊人的情况,它将有助于物理学家揭示对重力本质的新理解。然而,这种可能性现在似乎越来越小。

从迄今为止的报道来看,数据中隐藏着一些令人兴奋的东西。ATLAS探测器数据已经探测到这种疑似希格斯粒子衰变为两个质子,这可能意味着一些新的物理原理。事实上,这种现象在以前的数据中已经注意到了,但当时人们认为,随着数据分析的进一步发展,这些信号将自行消失。但事实是,它继续出现。当然,目前,这个信号的意义还没有达到可以被认为是新发现的程度。然而,正如哈佛大学理论物理学家丽莎·蓝道尔所说,这一信号的不断出现确实引起了许多人的兴趣。“就我们所掌握的信息而言,我认为这个消息令人兴奋,”她说。

然而,其他物理学家似乎对新闻发布没有任何新的感觉。加州理工学院的宇宙学家肖恩·卡罗尔在推特上写道:“对新的希格斯玻色子数据的大分析——似乎没什么新的。”

哥伦比亚大学的数学家彼得·沃伊特在他的博客“比错误更糟糕”中写道:“简而言之,整个故事看起来就像标准模型下的希格斯粒子。”他写道:“下一个实验将进一步提高整体准确性和分析水平,但总体方向似乎不太可能再次改变。”

这种情况与欧洲粒子物理研究所去年7月公布的引起巨大轰动的关于发现疑似希格斯粒子的情况大不相同。当时,这个消息发布后,引起了整个物理学界和公众的强烈关注。网络上充斥着各种有趣的谣言、泄露的视频和不知疲倦的讨论。

现在一些物理学家开始担心在LHC数据中不会发现新的粒子。特别是,科学家希望找到证据来支持一个叫做“超对称性”的理论,这个理论认为所有已知的粒子都有一个伴粒子,但是这个理论仍然缺乏。超对称理论已经被用来解决粒子物理标准模型中的许多问题,但是由于缺乏足够的证据,这一理论现在正受到质疑。

然而,当大型强子对撞机在2014年晚些时候恢复工作时,这个领域的许多专家仍然会有新的发现。届时,该装置将在更高的能量水平上进行质子碰撞,这可能揭示一个新的物理图像。

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