據(jù)外媒報道，蘇黎世大學和歐洲核子研究中心的研究人員剛剛發(fā)布了一項有趣的新結果。根據(jù)運行大型強子對撞機(LHCb)實驗的國際研究合作組織了解到，最新的測量結果加強了跟理論預期偏差的線索。如果得到證實，那么這些發(fā)現(xiàn)將指向超越標準模型的物理學如一種新的基本力。

當所謂的美夸克在大型強子對撞機的高能質(zhì)子束碰撞中產(chǎn)生時，它們幾乎會立即當場衰變。LHCb的研究人員根據(jù)復合粒子的衰變產(chǎn)物重建了它們的性質(zhì)。

根據(jù)粒子物理學的既定定律即所謂的標準模型(Standard Model)，人們預計美夸克會以同樣的概率跟電子和介子一起衰變到最終狀態(tài)，而電子和介子是電子的兄弟姐妹，它們的質(zhì)量要重得多。然而自2014年LHC的測量結果表明，這種“輕子普遍性”可能在某些衰變中被打破。在這些衰變中，兩種粒子的產(chǎn)生比跟理論預測的不同。

衰變測量似乎跟粒子物理學的預測不一致

由蘇黎世大學物理系教授Nicola Serra領導的小組成員則是直接從事測量工作的小型研究團隊的成員。在最新的LHCb分析中，包含電子和介子的衰變產(chǎn)物的比率比之前的測量要精確得多，其使用了LHCb探測器迄今收集到的所有數(shù)據(jù)。

結果表明，美夸克衰變中的“輕子普適性”被打破的概率約為0.1%，則跟理論預測相符。如果得到證實，這種違背將意味著物理學超出了標準模型如除了重力、電磁力、導致放射性的弱核相互作用和將物質(zhì)凝聚在一起的強核力之外還有一種新的基本力。

現(xiàn)得出最終結論還為時過早，但即將到來的測量方法將具有巨大潛力

“標準模式已經(jīng)統(tǒng)治了幾十年時間。實驗人員的工作就是對它展開越來越精確的測試以此看看它是否能經(jīng)受住越來越多的檢查，”UZH高級研究員Patrick Owen說道。據(jù)悉，他在這項研究中扮演了重要角色。在粒子物理學中，如果誤差的概率小于300萬分之一，那么觀測結果就會成為真正的發(fā)現(xiàn)，這無疑會會讓研究人員更加興奮。

“所以，現(xiàn)在得出最終結論還為時過早。然而，這種偏差跟過去十年中表現(xiàn)出來的異常模式一致，”Nicola Serra說道，“幸運的是，LHCb的合作很好地闡明了這些衰變中可能存在的新物理效應。我們只是需要更多的相關測量在未來?！?/p>

現(xiàn)在，這一結果首次在Moriond電弱相互作用和統(tǒng)一理論會議上公布，另外還有在日內(nèi)瓦歐洲核子研究組織(CERN)的在線研討會上公布。

大型強子對撞機美（夸克）實驗(LHCb)

LHCb實驗是位于日內(nèi)瓦的歐洲核子研究中心的大型強子對撞機(LHC)的四個大型實驗之一。它被設計用來研究含有美夸克的粒子的衰變，美夸克具有最大質(zhì)量形成束縛態(tài)。由此產(chǎn)生的對物質(zhì)和反物質(zhì)差異的精確測量以及含有美夸克的粒子的罕見衰變則可以對粒子物理的標準模型展開靈敏的測試。

來自UZH和EPFL的研究小組自1999年起就成為了LHCb合作的成員。他們?yōu)長HCb探測器的設計和建造做出了重要貢獻并參與了該探測器的升級。這將是收集所需統(tǒng)計數(shù)據(jù)的關鍵，這樣才能查明在美夸克衰變中觀察到的異常是否確實存在。自2009年開始收集數(shù)據(jù)以來，由Nicola Serra組成的UZH小組一直在測量含有美夸克的粒子衰變方面發(fā)揮著主導作用。