
新一代的原子粉碎機(例如大型強子對撞機)提供了新物理(和異國新粒子)等待發現的提示。科學家只是達到了他們可以探索這些選擇的地步。
在周日(4月14日)的新聞發布會上美國體育社會會議在丹佛,三位小組成員提出了對新粒子物種的追求,包括從未見過的結構,並確認模型稱為超對稱性可能是真的。
在Fermilab和大型強子對撞機(LHC)的實驗數據中發現了當前稱為Y(4140)的新結構。愛荷華大學的物理學家,一位小組成員Kai Yi說:“我們不知道這是什麼。”這可能是夸克的某種異國情調的新組合,儘管不是涉及魅力夸克的所謂炭,或者完全是其他東西。 [超越希格斯:等待發現的5個難以捉摸的粒子這是給出的
YI說,當前稱為夸克的顆粒模型可以預測粒子加速器碰撞中應該發現的內容。儘管物理學家無法直接觀察到這些近速碰撞,但他們可以通過高科技探測導致的粒子級聯反應“看到”。這就是告訴觀察者碰撞之前和期間存在什麼樣的粒子。在這種情況下,科學家看到了不符合模型預測的東西。耶說,無論是粒子還是其他東西仍然是一個懸而未決的問題。
超越標準模型
在主要的框架標準模型下,許多當前物理學的理論都經過了很好的測試。即便如此,物理學家仍然有很多未解決的問題,特別是關於現象,例如暗物質德克薩斯理工大學物理學助理教授Sung-Won Lee說,除瞭如何連接大自然的基本力量,所謂的大統一理論。
李說:“我們有三代基本顆粒。” “我們正在尋找新物理學的跡象……與標準模型預測的分歧。”
Yi說,新結構可能是夸克以意想不到的方式融合在一起的證據。 Yi(4140)分析Fermilab的Tevatron的數據及其前身的數據可能是一組Quarks,以通常不這樣做的方式結合在一起。 [信息圖:標準模型解釋了這是給出的
夸克是物質的基本組成部分。它們有六個“風味” - 上,下,奇怪,魅力,底部和頂部。它們還具有“顏色電荷”,這與顏色無關,但是描述夸克數學質量的一種方式。
一個質子由三個夸克製成,兩個夸克和一個向下,而中子是由兩個下夸克和一個夸克製成的。質子和中子是重子。夸克還可以與Antiquark鏈接,並製作另一類稱為介子的粒子,這些粒子以粒子加速器出現。
為了使粒子用夸克製成,必須將“彩色電荷”加起來為“無色” - 因此質子必須具有紅色,綠色和藍色的夸克。由兩個夸克製成的介子必須有一個夸克和一個古夸克 - 例如,茶(放射性衰減中產生)是由上夸克和一個反向下夸克製成的。
Yi說,一個這樣的“標準”梅森被稱為Charmonium,由一個魅力夸克及其自身的古怪。但是,發現的LHC和Fermilab實驗的結構與此相對應。人們相信,這一發現不僅是數據的工件或波動。他說:“這只是波動的可能性是第七次的十分之一。”
有許多稱為“異國夸克模型”的模型,例如,假設連接了四個夸克。但是Yi說,在這裡適用哪種模型(如果有的話)遠遠不清楚。
暗物質和超對稱性
幾十年來,標準模型一直是物理學的中流階段,它非常成功 - 它預測了存在希格斯玻色子,例如,去年的物理學家團隊終於找到了證據大的強子對撞機(LHC)。 (仍然不確定發現的希格斯與從標準模型中所期望的相同。)
但是,仍然有一些問題。例如,天體物理學家知道宇宙的很大一部分是由所謂的暗物質,一種僅通過重力與其他物質相互作用的無形物質。標準模型對此有麻煩,因為從我們知道的粒子中製作暗物質不會得到同樣的東西。 [8令人困惑的天文學之謎這是給出的
另一個未解決的謎團稱為層次結構問題。重力比弱核力量弱10^32倍,該核力量控制了諸如放射性之類的現象。目前尚不清楚為什麼,超對稱理論可能是解決該問題的答案。
超對稱性(或SUSY)是一種理論,它說組成重要的顆粒,稱為費米子,而攜帶力的粒子(稱為玻色子)都有“超級零件”。超級零部隊將具有相同的量子性能,除了一個描述其旋轉的量子。費米斯 - 例如,電子的旋轉半耗時,而玻色子則帶有所謂的整數旋轉。
但是到目前為止,沒有人發現超對稱夥伴與已知的基本粒子 - 至少還沒有。 Lee說,LHC剛剛接近可以找到其中一些顆粒的能量。
以這種方式,西班牙奧維耶多大學的聖地亞哥·弗格拉斯(Santiago folgueras)表示,最近的工作使科學家們更好地了解了在哪裡尋找susy顆粒,但是很難做到這一點,因為沒有太多的“事件”或粒子衰減會產生數據。大多數進展是在可能觀察到超對稱夥伴的能量上設定下限。
這並不意味著沒有對超對稱性等理論的懷疑論。明尼蘇達大學的教授米哈伊爾·希夫曼(Mikhail Shifman)在Arxiv上撰寫了一篇文章,該網站在該網站上在該網站上進行了研究,並於2012年10月在其研究中發表了一篇文章,稱超對稱理論很有可能是死胡同。他指出,希格斯玻色子的發現是對標準模型的可靠確認(至少到目前為止),但是尚未發現基本顆粒的超對稱伴侶。
羅格斯(Rutgers)的前物理學教授馬特·斯特拉斯勒(Matt Strassler)說,希夫曼還為時過早。 LHC的工作排除了許多Susy理論,儘管尚未完全排除廣泛的理論。
李說,仍然需要更多的工作來縮小可能性。 “就像你在海灘上失去了結婚戒指,不得不找到它。這是一個很大的地方。”
他補充說,這就是為什麼許多機構的科學家要做這種工作很重要的原因。 “如果您有您的朋友幫助您看起來您有更好的機會找到它。”
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