瑞士歐洲核子研究中心的研究人員發現了一個前所未見的亞原子過程“比著名的希格斯粒子更難找到”，它可以成就或打破我們對宇宙的理解。
透過結合大型強子對撞機(LHC) 上兩個獨立實驗的結果，研究人員能夠檢測到一種極其罕見的粒子衰變，這種粒子被稱為奇怪的B (Bs) 介子，變成了兩個μ 子，這是粒子物理學預測，這種情況只會發生十億次中的四次——這與實驗發現的情況差不多。
研究小組成員之一、美國雪城大學的謝爾頓·斯通(Sheldon Stone) 表示：「令人驚訝的是，這個理論預測如此準確，更令人驚訝的是我們能夠實際觀察到它。 」在新聞稿中。 “這是大型強子對撞機和這兩個實驗的偉大勝利。”
研究結果表明，已發表於自然，來自對撞機緊湊型介子螺線管（CMS）和大型強子對撞機美（LHCb）實驗收集的2011年和2012年數據的分析。 兩者都研究粒子的性質，以便在標準模型中找出漏洞——我們依靠這組方程式來解釋宇宙中粒子的行為和相互作用。
儘管標準模型自 70 年代以來一直主導粒子物理學，但它仍然無法解釋引力，，或是宇宙誕生之初粒子的行為，所以科學家一直在尋找方法測試這些方程式的極限並對其進行擴展。
為此，他們觀察亞原子粒子的衰變，並將結果與標準模型的預測進行比較——任何偏差都可能是新物理學正在發揮作用的證據，例如新粒子或新力，可以幫助我們理解一些突出的奧秘。 但到目前為止，隨著發現這是最著名的示範。
“許多提出擴展標準模型的理論也預測 Bs 衰減率會增加，”喬爾巴特勒說 喬爾巴特勒參與CMS實驗的美國費米實驗室物理學家。 “這一新結果使我們能夠打折或嚴格限制大多數理論的參數。任何可行的理論都必須預測足夠小的變化，以適應剩餘的不確定性。”
然而，雖然 Bs 介子結果「大部分符合」標準模型的預測，但它的偏差足以表明可能存在一些有趣的事情，可以透過更多數據來放大。
“這與標準模型的預測相差不遠，但它低得足以讓我們質疑，”巴特勒說。 “今年春天我們一直在獲取更多數據，並希望最終確定其價值。當我們從大型強子對撞機的下一次運行中獲得兩到四倍的數據時，事情將開始變得非常有趣。”
更有趣的是，研究人員還發現了另一種更為罕見的 B 介子（稱為非奇異 B 介子）衰變為兩個 μ 子的證據 - 預計這種情況每 100 億個介子中只會發生一次腐爛。 同樣，初始資料大部分與標準模型的預測相匹配，但置信水準較低。
B 介子對科學家來說很著迷，因為它們可以幫助解釋宇宙中物質存在的原因。 理論上，應該會產生等量的和物質，它們本應在接觸時相互湮滅。
“Bs 介子在物質和反物質對應物之間振盪，這一過程於 2006 年在費米實驗室首次發現，”史東說。 “研究 B 介子的特性將有助於我們了解宇宙中物質和反物質的不平衡。”
隨著大型強子對撞機終於重新啟動今年早些時候，我們很高興看到接下來會發生什麼。
