鮮為人知的粒子類型稱為kaon,可能會進入聚光燈下。
外來的亞原子顆粒在日本粒子加速器的實驗中引起了人們的意外行為的關注。根據Koto實驗,罕見的Kaon腐爛似乎比預期的要多。如果結果可以進一步審查,則可以暗示從未發現的粒子,這會剝奪粒子物理學家的統治理論,即標準模型。
康奈爾大學的尤瓦爾·格羅斯曼(Yuval Grossman)說,Koto的結果仍然很可能會被推翻。但是“他們看到了全新的東西,這是一種極其令人興奮的可能性。”
標準模型描述了支撐宇宙的顆粒和力。但是仍然有難題可以解決為什麼在宇宙中比反物質更多的東西((SN:11/25/19)。因此,物理學家沒有留下任何石頭或Kaon - 在測試該理論的努力方面沒有努力。受到審查的一個領域是kaons的極少數腐爛。該標準模型準確地預測了這些衰減的罕見,而位於日本質子加速器研究綜合體的Koto則是為了測試該預測的。
根據標準模型,Koto應該在幾年的數據中平均只看到衰減的一小部分。但是去年9月,在意大利佩魯吉亞的國際Kaon物理會議上四個潛在腐爛的賞金。
芝加哥大學的物理學家Yau Wah說:“肯定是發毛。”但是粒子物理實驗臭名昭著虛假信號可以模仿真實粒子(SN:8/5/16)。 Wah說,在聲稱衰減是真實的之前,必須進行其他研究。
這並沒有阻止物理學家考慮含義。一系列科學論文已經提出了對異常的解釋。
Koto正在將KAON的特定衰變搜索到其他三個顆粒中。這些顆粒之一,一種乳,會產生koto檢測到的光。另外兩個是中微子和一個抗腫瘤,在沒有裂片的情況下航行了探測器。這意味著Koto正在尋找一個特定的簽名:一隻派,別無其他。對於四個衰變的一種可能的解釋是,kaon可能正在腐爛成錐子,再加上新型的粒子,這種粒子像中微子一樣,沒有痕跡。這種情況將重現一桿簽名Koto正在尋找,並且可能會更頻繁地發生,從而解釋額外的衰減。
但是有一個漁獲。 Koto研究沒有電荷的Kaons,但是其他研究帶電的Kaons的實驗沒有異常。這種差異很難解釋:如果新粒子確實存在,則應針對兩種類型的Kaons出現。
仍然有解決這個問題的方法,物理學家Teppei Kitahara及其同事在接受的論文中報告物理評論信。例如,KAON實驗的不同尺寸可能是答案的一部分。日本納戈亞大學的Kitahara說,與其他KAON實驗相比,“ Koto很小,Koto很小”。 “這意味著不穩定的新顆粒可以輕鬆逃脫檢測器。”
在較大的檢測器中,顆粒很難逃脫未觀察到。新粒子可能會腐爛到可能被發現的其他顆粒中,因此不會再現腐爛的kaons的一桿簽名。這可以解釋為什麼Koto會看到過多的衰變,但其他實驗卻沒有。
問題不僅出現在粒子從實驗室儀器中的潛力逃脫,還出於爆炸恆星或超新星的爆炸而產生的,這些恆星可能會產生新的顆粒。如果這些顆粒逃脫了超新星,它們將隨身攜帶能量。但是,這種能源損失會彌補已知的超新星能源預算,為Kaon腐爛做出一些解釋,聖路易斯華盛頓大學的物理學家Bhupal Dev及其同事於11月27日在Arxiv.org舉報。因此,開發人員及其同事提出了一個粒子,該粒子會因其與其他顆粒的相互作用而被困在超新星內。
科學家還在考慮與其他物理難題的潛在聯繫。例如,實驗測量不同意預測用於稱為Muons的電子樣顆粒的磁性(SN:9/19/18)。 “如果您想解釋這一點……您需要一個模型以外的模型,”伊利諾伊州Lemont的Argonne National Laboratory的物理學家王王說。一個假設的粒子該團隊在1月17日在Arxiv.org報告說,這可以同時解釋Muon難題和意外的Kaon腐爛。
格羅斯曼(Grossman)對Koto的結果會持懷疑態度,但他承認,內心深處,他希望這是真實的。 “當您完全尚未探索的領土時,您總是必須為驚喜做好準備。”