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大型强子对撞机下月再启动 物理或进新时代

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【大纪元2016年03月14日讯】(大纪元记者张秉开编译报导)欧洲大型强子对撞机(LHC)下月正式开始试验。科学家表示,如果近期发现的新粒子被确定,那么目前的基本粒子理论将被修改,整个物理将进入一个新的发展时代。

《自然》近日报导,意想不到的数据信号可能改变目前的基本物理概念。去年12月,任何人都没有预料到,出现质量为目前最重的一种夸克——顶夸克(top quark)还重4倍的电中性粒子,以及它能衰变为成对的光子。

去年12月15日,两个独立研究组得到相同的观测信号数据后,许多科学家的反应非常类似1936年美国科学家伊西多‧拉比(Isidor Isaac Rabi)发现缪子(muon)的感觉:“谁形成了这个粒子?”

如果这个粒子真的存在,这个意义就非常重大。因为它是意想不到的一种粒子,它将是发现夸克以来最重要的发现。

欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)局部(Richard Juilliart/AFP/Getty Images)
欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)局部(Richard Juilliart/AFP/Getty Images)

B介子——突破物质组成理论

这种新粒子被称为B介子(B meson)。实际上,科学家早在2011~2012年间进行LHCb试验(LHC底夸克实验)之中,已经注意到B介子的不符合理论推测。

澳大利亚综合学术网站ScienceAlert说,现在的理论标准模型认为这种粒子应该以特殊的角度和频率发生衰变。但是,LHC对撞机的结果突破此模型的限制。

目前的粒子理论不能说明这种现象,也没有试验来寻找过这样的粒子,所以这种新粒子有可能改变物理学中的最基本粒子理论。而物理学家正是在现有粒子理论的基础来描述这个宇宙的构成,所以如果确认新粒子B介子是确实存在的,而不是一种观测误差,那么物理学家将修正当前理论,我们的宇宙观将发生重大改变。

福克斯的报导说,参与研究的波兰科学院核物理研究所(IFJ PAN)认为:“一些迹象表明,欧洲核子研究中心(CERN)的LHC粒子加速器研究项目科学组可能看到突破当前描述物质结构的理论依据。”

粒子撞击后的结果是未知的。(视频截图)
粒子撞击后的结果是未知的。(视频截图)

需要更多数据加以验证

波兰科学院核物理研究所还表示:“我们不能说去年的观测是一个发现,现在还不能。”但好消息是,我们不会等待很久,就会看到明确的结果,因为下个月科学家将正式开始实验验证。

欧洲核子研究中心的发言人阿诺德‧玛索里埃尔(Arnaud Marsollier)也表示,尚不能给去年观测的B介子数据下结论。他说:“我们需要有更多的数据才能认为有意义,所以我们必须等待LHC重启(很快就会)。”

玛索里埃尔补充道:“科学需要时间。本月底或下月初才能重新产生粒子束(Beams),如果一切按照计划的顺利进行,下个月进行粒子撞击试验。”

LHCb试验项目发言人、牛津大学的物理学教授凯‧维金森(Guy Wilkinson)表示,欧洲核子研究中心得到B介子数据是件“令人极为兴奋”的事情,但是尚需几年的时间才能完成全面的分析工作。


(欧洲核子研究中心发布的大型强子对撞机模拟视频)

责任编辑:林妍

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2016-03-14 9:44 PM
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