CERN大型強子對撞機的CMS合作的物理學家測試了頂級夸克是否遵守阿爾伯特·愛因斯坦的相對論特殊理論。
CMS梁管的安裝。圖片來源：CERN / CMS協作。
與量子力學一起，阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）的相對論特殊理論是粒子物理學標準模型的基礎。
它的核心是一個稱為洛倫茲對稱性的概念：實驗結果獨立於進行實驗的方向或速度。
特殊相對論已經經受了時間的考驗。但是，一些理論（包括特定的字符串理論模型）預測，在非常高的能量下，特殊相對論將不再起作用，實驗觀察結果將取決於實驗在時空的方向。
可以在較低的能量（例如大型強子對撞機（LHC）的能量）上觀察到這種Lorentz對稱性破裂的殘留物，但是儘管以前的努力，但在LHC或其他乘客中尚未發現它們。
在一項新研究中，CMS物理學家使用成對的頂級夸克（Top Quarks）（最龐大的基本粒子）搜索了LORENTZ對稱性破裂。
他們說：“在這種情況下，對實驗的方向的依賴意味著在LHC處質子 - 普羅頓碰撞中產生頂級夸克對的速率會隨著時間而變化。”
“更確切地說，由於地球圍繞其軸旋轉，LHC質子樑的方向以及CMS實驗中心碰撞中產生的頂部夸克的平均方向也根據一天中的時間而變化。”
“因此，如果時空有優先的方向，那麼頂級生產率將隨著一天的時間而變化。”
“因此，找到與恆定速率的偏差將等於在時空中發現優先方向。”
該團隊的新結果基於LHC的第二次運行的數據，它與恆定的速率一致，這意味著Lorentz對稱性不會被打破，愛因斯坦的特殊相對論仍然有效。
研究人員使用結果將限制設置為對稱性時預測的參數的幅度。
通過先前搜索Lorentz對稱性破壞在前Tevatron Accelerator處的lorentz對稱性破壞的結果，獲得的極限提高了100倍。
科學家說：“結果為未來的搜索lorentz對稱性鋪平了道路。
“他們還為涉及其他重型顆粒的過程打開了審查，這些顆粒只能在LHC上進行研究，例如希格斯玻色子和W和Z玻色子。”
這學習發表於2024年10月的《雜誌》物理字母b。
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CMS協作。 2024年。使用DILEPTON事件在13張TEV Proton-Proton碰撞中尋找違反Lorentz的不變性。物理字母b857：138979; doi：10.1016/j.physletb.2024.138979
