100款禁用黄免费a尿道口_大象出版社网站_伊园麻园2024直达2024入口

热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

重磅发现:上帝粒子衰变成两个μ子,并能与第二代粒子相互作用!

2022-08-22 16:09     来源:欧洲核子研究中心     大型强子对撞机

在第40届国际高能物理会议上(ICHEP),ATLAS和CMS实验公布最新的结果表明:上帝粒子(希格斯玻色子)衰变成两个µ子。µ子是电子的较重版本,具有相同的电荷,只是质量不同,电子也是构成宇宙物质的基本粒子之一。电子被归类为第一代粒子,而µ子则属于第二代粒子。希格斯玻色子衰变为µ子的物理过程是一种罕见现象,因为5000个希格斯玻色子中只有一个衰减成µ子。

这些新结果对基础物理学具有至关重要的意义,因为它们首次表明:希格斯玻色子与第二代基本粒子相互作用。欧洲核子研究中心(CERN)的物理学家自2012年发现希格斯玻色子以来,一直在研究它,以探索这种非常特殊的粒子的性质。由大型强子对撞机上的质子碰撞产生希格斯玻色子,几乎瞬间瓦解(也就是所谓的衰变)变成其他粒子。研究希格斯玻色子性质的主要方法之一是:分析它如何衰变成各种基本粒子和解体速率。

CMS以 3 sigma获得了这种衰变证据,这意味着从统计涨落中看到希格斯玻色子(上帝粒子)衰变成µ子对的可能性不到700。阿特拉斯(ATLAS)的2 sigma结果意味着几率是40分之一。这两个结果的结合,将大大增加3 sigma以上的意义,并为希格斯玻色子衰变成两个µ子提供强有力的证据。CMS实验发言人罗伯托·卡林(Roberto Carlin)表示:CMS很自豪能够实现对希格斯玻色子向µ子衰变的这种敏感性。

能与第二代粒子相互作用

CMS并展示了这一过程的第一个实验证据,希格斯玻色子(上帝粒子)似乎也与第二代粒子相互作用,这与标准模型的预测一致,这一结果将随着下一次运行中收集的数据而进一步完善。希格斯玻色子是希格斯场的量子表现,希格斯场通过布劳特-恩格勒-希格斯机制赋予与其相互作用的基本粒子质量。通过测量希格斯玻色子衰变成不同粒子的速率,物理学家可以推断它们与希格斯场相互作用的强度:

衰变成给定粒子的速率越高,它与场的相互作用就越强。到目前为止,ATLAS和CMS实验已经观察到希格斯玻色子衰变成不同类型的玻色子,如W和Z,以及更重的费米子,如τ轻子。2018年测量了与最重夸克(顶夸克和底夸克)的相互作用。相比之下,µ子要轻得多,µ子与希格斯场的相互作用也较弱。因此,以前在大型强子对撞机(LHC)上没有看到过希格斯玻色子和µ子之间的相互作用。

ATLAS发言人卡尔·雅各布斯(Karl Jakobs)表示:希格斯玻色子衰变为第二代物质粒子的证据,补充了一个非常成功的Run 2 Higgs物理计划。对希格斯玻色子性质的测量,在精度和稀有衰变模式方面达到了一个新阶段。这些成就依赖于大型大型强子对撞机数据集、ATLAS探测器的出色效率和性能,以及对新分析技术的使用。使这些研究更具挑战性的是,在大型强子对撞机上,每预测一个希格斯玻色子衰减到两个µ子,就会有数千个µ子对通过其他过程产生,模仿预期的实验特征。

与标准模型预测是一致

希格斯玻色子衰变成µ子对特征是聚集在125GeV的µ子对质量附近的少量过剩事件,这是希格斯玻色子的质量。分离希格斯玻色子与µ子对的相互作用并非易事。为了做到这一点,两个实验都从希格斯玻色子的衰变中测量µ子候选者的能量、动量和角度。此外,通过复杂的背景建模策略和其他先进技术(如机器学习算法)等方法提高了分析的灵敏度。CMS结合了四个独立的分析,每个分析都经过优化,以将物理事件与特定希格斯玻色子产生模式的可能信号进行分类。

阿特拉斯将其分为20类,目标是特定的希格斯玻色子产生模式。到目前为止,这些结果与标准模型的预测是一致,使用了从大型强子对撞机(LHC)第二次运行中收集的全部数据集。随着粒子加速器下一次运行将记录更多的数据,以及利用更高能量的大型强子对撞机(LHC),ATLAS和CMS的合作,有望达到建立发现希格斯玻色子衰变到两个µ子所需的灵敏度(5sigma),并约束可能超出标准模型影响希格斯玻色子衰变模式的物理理论。



推荐阅读

简易理解——量子场论的物质观

欧洲核子中心的LHC加速器,就是找到了著名的希格斯粒子的加速器,如图2所示。它由27公里这样的地下隧道组成一个圆环,高能粒子在隧道内的真空管道中回旋和加速,上千块超导磁铁帮助粒子转弯。它可以把质子加速到6.6TeV(1012电子伏)的能量,跟化学反应中1电子伏的典型能量比,高了1万亿倍。 2022-08-25

有力证据显示质子可能含一个粲夸克或将对在大型强子对撞机上开展的粒子物理实验产生影响

剑桥大学科学家哈里·克利夫说,质子包含粲夸克可能对LHC等粒子加速器上开展的其他物理实验产生影响,因为它们依赖质子结构的精确模型。罗霍表示,冰立方中微子观测站可能也需要考虑这种新结构。 2022-08-22

粒子物理学家想建造世界上第一台μ子对撞机

在美国建造粒子对撞机的势头正在增长,该对撞机可以粉碎 μ 子——更重的电子表亲。对撞机将跟随世界上下一个尚未建造的主要加速器,物理学家希望它能发现新的基本粒子。 2022-08-10

大型强子对撞机(LHC)的对撞实验改变物理学家的“黑历史”

在过去的几年里,物理学家在大型强子对撞机(LHC)的对撞实验中发现了大量新的奇异粒子,其中LHCb合作组的发现占据了绝大多数,包括59种新粒子。 2022-08-10

正负质子对撞机|希格斯玻色子:打开暗物质世界大门?

与此同时,有史以来最雄心勃勃的美国对撞机——“正负质子对撞机”——已经在靠近芝加哥的费米实验室开始收集数据了。正负质子对撞机利用5倍于在日内瓦已实现的能量让质子和反质子相碰撞——这肯定足以产生希格斯玻色子。但质子和反质子对撞会产生大量“碎片”,从而使得从数据中提取信息变得困难得多。 2022-08-04

阅读排行榜
云安县| 宁晋县| 井冈山市| 固原市| 宽甸| 荔波县| 榕江县| 河北区| 黄大仙区| 观塘区|