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CERN或捕獲新粒子

2025年04月07日 14:34  |  作者:張佳欣  |  來源:科技日?qǐng)?bào) 分享到: 

頂夸克對(duì)過剩。圖片來源:歐洲核子研究中心官網(wǎng)

據(jù)歐洲核子研究中心(CERN)官網(wǎng)3日消息,該中心緊湊繆子線圈(CMS)團(tuán)隊(duì)在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中觀測(cè)到一個(gè)出乎意料的特征,這可能預(yù)示著一種前所未見的粒子,即拓?fù)渑妓氐拇嬖凇?/p>

拓?fù)渑妓厥俏锢韺W(xué)家長期以來預(yù)測(cè)但從未真正觀測(cè)到的一種夸克偶素,即由夸克與其對(duì)應(yīng)反夸克組成的不穩(wěn)定束縛態(tài)。在已知的夸克偶素中,包括粲偶素和底偶素已分別于1974年和1977年被發(fā)現(xiàn),底偶素也是迄今被認(rèn)為是最小的復(fù)合粒子。但拓?fù)渑妓厝舯蛔C實(shí)存在,尺寸將更小,可能成為目前已知最小的強(qiáng)子。

在LHC中,質(zhì)子間的高能碰撞常常會(huì)產(chǎn)生頂夸克—反頂夸克對(duì),研究其產(chǎn)生的概率(即截面)不僅是驗(yàn)證粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的關(guān)鍵,也為尋找新粒子打開了通道。許多標(biāo)準(zhǔn)模型的拓展理論預(yù)測(cè)了額外的希格斯玻色子,它們可能與頂夸克存在強(qiáng)烈相互作用,并優(yōu)先衰變?yōu)閠t-bar。

此次CMS團(tuán)隊(duì)分析了大量tt-bar數(shù)據(jù),他們?cè)谧畹蛅t-bar產(chǎn)生能區(qū)(tt-bar剛剛可以生成的能量閾值)處發(fā)現(xiàn)了異常的“過?!?。這種現(xiàn)象通常被視為存在額外希格斯玻色子的線索,但此次的“過?!背霈F(xiàn)得過于精準(zhǔn),促使團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)而考慮一個(gè)假設(shè):頂夸克與反頂夸克在極短時(shí)間內(nèi)結(jié)合形成拓?fù)渑妓亍?/p>

這一假說曾被廣泛質(zhì)疑,但團(tuán)隊(duì)指出,若確有觀測(cè)到tt-bar對(duì)在最低能量閾值附近的“過?!?,這可能是拓?fù)渑妓厮查g形成并迅速解體所留下的信號(hào)。

值得注意的是,拓?fù)渑妓厝舯蛔C實(shí),將在所有夸克偶素中具有獨(dú)特地位。目前,CMS與“姊妹實(shí)驗(yàn)”——超環(huán)面儀器合作組正在聯(lián)合分析這一異常信號(hào),以確認(rèn)是否為新粒子存在的真正證據(jù)。

編輯:馬嘉悅