大型強子對撞機下月再啟動 物理或進新時代

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【大紀元2016年03月14日訊】(大紀元記者張秉開編譯報導)歐洲大型強子對撞機(LHC)下月正式開始試驗。科學家表示,如果近期發現的新粒子被確定,那麼目前的基本粒子理論將被修改,整個物理將進入一個新的發展時代。

《自然》近日報導,意想不到的數據信號可能改變目前的基本物理概念。去年12月,任何人都沒有預料到,出現質量為目前最重的一種夸克——頂夸克(top quark)還重4倍的電中性粒子,以及它能衰變為成對的光子。

去年12月15日,兩個獨立研究組得到相同的觀測信號數據後,許多科學家的反應非常類似1936年美國科學家伊西多‧拉比(Isidor Isaac Rabi)發現繆子(muon)的感覺:「誰形成了這個粒子?」

如果這個粒子真的存在,這個意義就非常重大。因為它是意想不到的一種粒子,它將是發現夸克以來最重要的發現。

歐洲核子研究中心的大型強子對撞機(LHC)局部(Richard Juilliart/AFP/Getty Images)
歐洲核子研究中心的大型強子對撞機(LHC)局部(Richard Juilliart/AFP/Getty Images)

B介子——突破物質組成理論

這種新粒子被稱為B介子(B meson)。實際上,科學家早在2011~2012年間進行LHCb試驗(LHC底夸克實驗)之中,已經注意到B介子的不符合理論推測。

澳大利亞綜合學術網站ScienceAlert說,現在的理論標準模型認為這種粒子應該以特殊的角度和頻率發生衰變。但是,LHC對撞機的結果突破此模型的限制。

目前的粒子理論不能說明這種現象,也沒有試驗來尋找過這樣的粒子,所以這種新粒子有可能改變物理學中的最基本粒子理論。而物理學家正是在現有粒子理論的基礎來描述這個宇宙的構成,所以如果確認新粒子B介子是確實存在的,而不是一種觀測誤差,那麼物理學家將修正當前理論,我們的宇宙觀將發生重大改變。

福克斯的報導說,參與研究的波蘭科學院核物理研究所(IFJ PAN)認為:「一些跡象表明,歐洲核子研究中心(CERN)的LHC粒子加速器研究項目科學組可能看到突破當前描述物質結構的理論依據。」

粒子撞擊後的結果是未知的。(視頻截圖)
粒子撞擊後的結果是未知的。(視頻截圖)

需要更多數據加以驗證

波蘭科學院核物理研究所還表示:「我們不能說去年的觀測是一個發現,現在還不能。」但好消息是,我們不會等待很久,就會看到明確的結果,因為下個月科學家將正式開始實驗驗證。

歐洲核子研究中心的發言人阿諾德‧瑪索里埃爾(Arnaud Marsollier)也表示,尚不能給去年觀測的B介子數據下結論。他說:「我們需要有更多的數據才能認為有意義,所以我們必須等待LHC重啟(很快就會)。」

瑪索里埃爾補充道:「科學需要時間。本月底或下月初才能重新產生粒子束(Beams),如果一切按照計劃的順利進行,下個月進行粒子撞擊試驗。」

LHCb試驗項目發言人、牛津大學的物理學教授凱‧維金森(Guy Wilkinson)表示,歐洲核子研究中心得到B介子數據是件「令人極為興奮」的事情,但是尚需幾年的時間才能完成全面的分析工作。


(歐洲核子研究中心發布的大型強子對撞機模擬視頻)

責任編輯:林妍

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