“大型强子对撞机最新动态”

本篇文章3353字，读完约8分钟

据英国广播公司( bbc )网站报道，大型强子对撞机( lhc )作为世界上最大的机器，希望知道去年高调重启后是否发现了新粒子。

在你看来，自从这个超级设备去年4月宣布重新启动技术升级以来，好像没有什么新闻，但不是。 来自世界各地的物理学家花时间分析世界上最强大的粒子加速器产生的大量数据。 升级后的大型强子对撞机与过去相比具有无与伦比的能量水平和强度。

未知的信号

在瑞士日内瓦欧洲核中心( cern )的办公室和走廊，这里的气氛越来越兴奋，人们正在热烈讨论大型强子对撞机粒子碰撞数据中出现的未知信号，科学家们的努力可能不会白费。

大型强子对撞机高速撞击两个质子流，从撞击产生的“粒子碎片”中寻找未知的粒子种类。

在去年几万亿次的碰撞案例中，科学家们观察到期间发生的光子数超过了理论计算，用物理学家的话来说出现了“峰值”。 更具体地说，科学家发现总质量光子对的数量太多了。

这可能意味着存在一种新的未知大质量粒子，其大小是欧洲粒子物理研究所( cern )去年发现的希格斯玻色子的6倍。

如果能解释科学家发现了新粒子，那将是一个非常令人兴奋的消息。 因为被主流科学界广泛接受的著名的“标准模型”并不能解释我们在周围世界看到的所有现象。

例如标准模型中没有暗物质的解释，暗物质构成了我们宇宙的24%。 为此，欧洲粒子物理研究所的科学家们一直在探索新的物理现象。 这些现象可能会让我们对宇宙有更深入的了解。

2008年9月开始运行以来，出现了疑似信号，但被否定了。 这样的数据误差是可以预见的，通常随着更多的后续数据的涌入，这样的伪信号很快就会消失。

另一个探测器安装在大型强子对撞机上。 这个探测器和另一个探测器cms检测到的信号激发了人们的想象力

英国曼彻斯特大学粒子物理主任斯蒂芬？ 索德纳·雷姆邦德(？ ——教授说:“为了证明这个信号不会消失，需要越来越多的数据，但是在此之前必须非常小心。 人们兴奋是因为这个信号出现在两个探测器(和cms )数据中，位置差不多。 尽管如此，我们还是不能得出结论。 ”。

在粒子物理方面，有发表新发现的统计阈值的“五西格玛”。 这个标准的统计意义在于，某个信号为假的概率不足350万分之一，几乎相当于你扔硬币时的22次，其中连续21次有同侧朝上。

现在，对比这种异常的情况，一位科学家试图在预印网站上加入一些论文进行说明。 但近几周来，随着越来越多的数据分析，有传言称这个异常信号呈现减少的迹象。

到今年夏末，大型强子对撞机实验组将在美国芝加哥的会议上公布最新结果，其中包含的数据比现在多得多。 实际上，欧洲核中心的数据显示，年大型强子对撞机收集的数据现在已经超过了全年的数据。

所以接下来的几周对于评价这个信号是真信号还是假信号是非常重要的。 目前不能排除这种可能性。

但是，如果这是真正的信号，我们实际上有点了解它的基本性质。 例如，众所周知，如果该粒子确实存在，则衰变为两个光子，其自旋数必定为0或2。 在物理学中，粒子自旋是基本粒子的量子性质之一，具有应用于磁共振成像( mri )等多种重要的实际意义。

如果这个粒子的自旋像希格斯玻色子一样为0，那么它可能是去年发现的这个神秘粒子“神之粒子”的近亲，但质量更大。

另一方面，如果该粒子的自旋数为2，则很容易想到引力，引力仍然是理论层面上的粒子类型，对物质产生第四个力，即引力。 是重力物理学中的一大谜团，标准模型至今没有相应的解释。

但是，一些物理学家对用引力子的概念解释重力持怀疑态度，倾向于寻找其他方法来解释自然界的第四基本力量。

在几万亿次这样的冲突中，科学家们观察到光子的数量超过了理论计算，用物理学家的话来说有“峰值”。 更具体地说，科学家发现总质量为750gev的光子对数量过多

在大型强子对撞机项目中运转的物理学家长的时间致力于探索被称为“超对称性”的比较主流的理论。 理论上说，标准模型中存在的所有粒子类型都应该具有对称粒子，但尚未被发现。 根据这一理论，希格斯的超对称粒子被称为“希格斯诺”，胶子的超对称粒子被称为“胶子”等。

但是不管这个750gev信号是什么，物理学家们都确信它不应该是第一个

索德纳-雷姆邦德教授说:“理想情况下，如果这个信号最终得到证实，其他新粒子也有可能用同样的方法进行识别。”

超过1000个的偶极子磁铁将两条粒子流加速到接近光速的速度，实现碰撞

至今在大型强子对撞机项目中，没有发现存在超对称现象的迹象，结果排除了该理论的几个简化版本，其余版本也面临着很大的压力，很多人认为整个超对称理论是大型强子对撞机的最新动态生死攸关 但是，物理学家们也指出，大型强子对撞机迄今为止进行的探索还不能完全排除超对称理论的可能性，未来还需要进一步的研究。

苏打拉姆·邦德教授指出:“超对称不是人类突然想出来的，它可以合理地解释用标准模型完全无法解决的问题。” 因为，他认为我们现在不能轻易抛弃超对称理论。

但是，无论这个750gev的信号最终被证实还是被排除，科学家们都强调大型强子对撞机是一个长期项目，将在未来几十年内继续探索事业。

虽然当初发现希格斯玻色子的事业比较顺利，很快就有了结果，但这不是常态，并不是每年都会有这样重大的进展。 我们也许应该接受这样的现实，即宇宙还不打算这么快向我们展示自己的秘密。

据国外媒体报道，目前世界上最大的原子对撞机——大型强子对撞机“诞生”了罕见的四胞胎，被称为“顶级夸克”。

主导亚原子相互作用的主流物理理论“标准模型”预言了这种四胞胎的存在，但最新的物理理论表明它们的形成量有可能超过标准模型的预测。 发现四足粒子是验证这个理论的第一步，这个最新发现在会议上发表了。

2019年出版的物理评论《d》杂志称，顶部夸克是已知的最重的基本亚原子粒子，每个顶部夸克的质量等于钨原子。 但是，每个顶级夸克都比质子小得多。 这意味着顶夸克不仅保存了最重的粒子记录，而且是已知密度最大的质量形式。

大爆炸的最初阶段形成了大量的顶夸克，但寿命很短，兆分之一秒左右就会完全消失。 目前，能够生成并关注顶级夸克的唯一环境是大型粒子加速器。

1995年，科学家们在费米实验室的兆电子伏加速器中首次发现了顶夸克。 费米研究所位于美国芝加哥郊外，是当时最强大的粒子加速器，退役了。

年，大型强子对撞机假设地幔是世界上最强的粒子加速器。 对撞机由近1万个强力磁铁组成，排列成周围27公里的环状结构，加速了两个质子束向相反方向运动。 用13兆电子伏的能量碰撞，碰撞频率比兆电子伏加速器高100倍。

1995年，粒子束在费米实验室的兆电子伏加速器中碰撞，形成了顶夸克和反物质夸克的配对，但这些碰撞每隔几天发生一次。 相比之下，在弯曲型大型强子对撞机( lhc )实验和紧凑型中间子螺线管实验( cms )中，每秒钟形成一对能量更高、碰撞频率更高的顶部夸克。

在最近的实验中，研究人员寻找两组顶夸克/反夸克对，寻找发生的现象。 根据标准模型，预测这些更复杂的碰撞事件，碰撞频率应该是一对顶级夸克碰撞事件的7万倍。 在寻找新粒子时，注意碰撞发生的可能性有多大是很重要的。 可以用西格玛单位()测量结果。

在粒子物理中，发表了顶夸克的金标准在5以上，也就是说现在的观测结果是随机变动造成的，出现概率只是350万分之一。 西格玛是指注意信号偶然出现的概率只有740分之一。 费米研究所的研究人员说，这是观测结果的“最佳证据”。 目前，顶级夸克产生四胞胎的证据还不足以被宣布为新的发现。

从年到年，物理学家在用cms仪器收集的数据中寻找四重顶夸克。 实验小组声称他们看到了4.3西格玛水平的4个顶级夸克的形成。 并且《欧洲物理杂志c》宣布，cms仪器研究者发现的四重顶夸克只有2.6 sigma，在实验前使用cms仪器预测了四重顶夸克的可信度为2.6 sigma。

仪器观测到的显着性可能是偶然的，也可能只是一个征兆。 表明四胞胎顶部夸克的发生比标准模型预测的更普遍。 这可能意味着测量结果是物理学上意想不到的新线索。 研究人员表示，大型强子对撞机下一次运行中产生的附加数据和所使用的分解技术的进一步扩展将提高这一挑战性测量的准确性。

标签: #大型强子对撞机最新动向