科學家已經超越標準模式掃除了一個世界

物理學家正在使用LHC來探測標準模型之外可能存在的基本粒子。通過這樣做，他們可能會發現（並且可能已經發現）一種「新物理學」，它有真正的機會來解決科學中的一些最大的謎團。

美森，費米，萊普頓和波森

20世紀70年代出現的標準模型是一個理論基礎，它解釋了世界和物質在最低水平的現實中：基本粒子如此微小，它們讓想像力變得笨拙，並且無法容易理解。到目前為止，這已經是一個相當成功的描述，但像大多數老基金會一樣，它開始出現裂痕和失修的跡象。

當然，標準模型不是錯的，相反，可能會有更深層次的物理學，這是我們尚未能夠實現的黑暗領域。

換句話說，有一些更大的暗示，甚至更為根本的閃爍通過像閃閃發光的陽光之類的裂縫。波蘭科學院核物理研究所（IFJ PAN）的一個物理學家團隊與CERN的LHC粒子加速器一起工作，認為他們可能正在追蹤「什麼」是什麼。

簡而言之，標準模型將物質和宇宙的力量分為幾類基本粒子。現在請注意，讀者，因為這會很快。玻色子傳遞力量; 光子（光）從電磁活動中出現; 八種膠子參與強大的核力量（把原子連在一起）; 並且W +，W-和Z0玻色子監視弱核力（負責放射性衰變）。物質包括由夸克和輕子組成的費米子; 有六種夸克，六種輕子（包括電子和中微子），還有12種反粒子。希格斯玻色子為所有人提供質量，保存膠子和光子。

了解？好。

但是，這裡有個問題 - 標準模型與解釋宇宙的其他理論（如量子力學和廣義相對論）一樣，並不像我們希望的那樣全面。它沒有解釋物理學面臨的一些最有趣和最迫切的問題。

例如，它沒有考慮到費米子分裂成不同的家族，或者為什麼物質在早期宇宙中取得了反物質的優勢。如果暗物質確實是一種「物質」的實際形式，那麼我們目前對基本粒子的理解就不能解釋它。也許最重要的是，標準模型完全不了解重力（最神秘和最基本的力量）。

高度複雜的圖形分析「美」介子衰變為一個kaon和兩個μ子。信用：CERN

大型強子對撞機將其巨大的粒子砸碎的分量轉化為尋找超出標準模型的新基本粒子的任務; 但它們可能存在於LHC能量極限之外。如果是這樣的話，那麼發現它們的存在的唯一方法就是辨別它們的「影子」，因為它是它們對低能量粒子施加的影響。

有一種方法可能會發揮作用，如果它們引起「介子」 - 不穩定的，短暫的夸克和反夸克組合，以不尋常和意想不到的方式衰變。

這是團隊認為它可能找到的。幾年前，探索物質和反物質之謎的LHCb實驗發現了B介子或「美」介子衰變中的異常讀數 - 一種由輕質夸克和沉重的美容反夸克組成的介子。有必要建立一個更準確的方法來確定美夸克衰減的參數，以測試其與標準模型的偏差; 波蘭團隊設計了一種獨立確定參數的方法。

根據新研究的作者之一IFJ PAN的Marcin Chrzaszcz博士的說法，「這種方法可以被用來確定拍全家福的年份。而不是看完整個畫面，最好分別分析每個人，並從這個角度嘗試計算拍攝肖像的年份。「

通過更準確地確定標準模型的偏離程度，科學家將能夠確定異常是否真的代表了模型之外的未知基本粒子的影響，或者它是否僅僅是模型所考慮的迄今未發現的屬性。

現在，物理學家假設有一種叫做「Z-prime」（Z"）玻色子的介質，它介導了B介子的衰變。LHC現在正在準備迎接新的更高能量的碰撞。也許，最後，他們會發現新的粒子，以及他們一直在尋找的新物理。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！