นักฟิสิกส์ที่มีการทำงานร่วมกันของ CMS ที่ Hadron Collider ขนาดใหญ่ของ CERN ได้ทดสอบว่าควาร์กชั้นนำปฏิบัติตามทฤษฎีพิเศษของอัลเบิร์ตไอน์สไตน์หรือไม่
การติดตั้งท่อลำแสง CMS เครดิตภาพ: การทำงานร่วมกันของ CERN / CMS
นอกเหนือจากกลศาสตร์ควอนตัมแล้วทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของอัลเบิร์ตไอน์สไตน์ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานของแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค
หัวใจของมันคือแนวคิดที่เรียกว่า Lorentz Symmetry: ผลการทดลองเป็นอิสระจากการปฐมนิเทศหรือความเร็วของการทดลองที่พวกเขาถูกถ่าย
สัมพัทธภาพพิเศษได้ยืนทดสอบเวลา อย่างไรก็ตามทฤษฎีบางอย่างรวมถึงแบบจำลองเฉพาะของทฤษฎีสตริงคาดการณ์ว่าในพลังงานที่สูงมากสัมพัทธภาพพิเศษจะไม่ทำงานและการสังเกตการทดลองอีกต่อไปจะขึ้นอยู่กับการวางแนวของการทดลองในเวลาอวกาศ
เศษซากของการแตกสมมาตรของ Lorentz นั้นสามารถสังเกตได้ที่พลังงานที่ต่ำกว่าเช่นที่พลังงานของ Hadron Collider (LHC) ขนาดใหญ่ แต่ถึงแม้จะมีความพยายามก่อนหน้านี้พวกเขายังไม่พบที่ LHC หรือ colliders อื่น ๆ
ในการศึกษาใหม่นักฟิสิกส์ CMS ได้ค้นหาการแบ่งสมมาตรของ Lorentz ที่ LHC โดยใช้คู่ของควาร์กชั้นนำ - อนุภาคระดับประถมศึกษาขนาดใหญ่ที่สุดที่รู้จักกัน
“ ในกรณีนี้การพึ่งพาการวางแนวของการทดลองจะหมายความว่าอัตราการเกิดคู่ที่ดีขึ้นในการชนกันของโปรตอน-โปรตอนที่ LHC จะแตกต่างกันไปตามเวลา” พวกเขากล่าว
“ แม่นยำยิ่งขึ้นเนื่องจากโลกหมุนรอบแกนของมันทิศทางของคานโปรตอน LHC และทิศทางเฉลี่ยของควาร์กด้านบนที่เกิดขึ้นในการชนที่ศูนย์กลางของการทดลอง CMS ก็เปลี่ยนไปขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของวัน”
“ เป็นผลให้และหากมีทิศทางพิเศษในเวลาอวกาศอัตราการผลิตคู่บนสุดจะแตกต่างกันไปตามเวลาของวัน”
“ ด้วยเหตุนี้การค้นหาความเบี่ยงเบนจากอัตราคงที่จะเป็นจำนวนเงินที่จะค้นพบทิศทางพิเศษในอวกาศ-เวลา”
ผลลัพธ์ใหม่ของทีมซึ่งขึ้นอยู่กับข้อมูลจากการทำงานครั้งที่สองของ LHC เห็นด้วยกับอัตราคงที่ซึ่งหมายความว่า Lorentz Symmetry ไม่แตกหักและสัมพัทธภาพพิเศษของ Einstein ยังคงถูกต้อง
นักวิจัยใช้ผลลัพธ์เพื่อกำหนดขีด จำกัด บนขนาดของพารามิเตอร์ที่คาดการณ์ว่าจะเป็นโมฆะเมื่อสมมาตรเก็บไว้
ขีด จำกัด ที่ได้รับการปรับปรุงได้มากถึง 100 จากผลลัพธ์จากการค้นหาก่อนหน้านี้สำหรับ Lorentz Symmetry ที่แตกหักในการเร่งความเร็ว Tevatron ในอดีต
“ ผลลัพธ์ที่ได้จากวิธีการค้นหาในอนาคตการค้นหา Lorentz Symmetry ตามข้อมูลที่ควอร์กจาก LHC ครั้งที่สาม” นักวิทยาศาสตร์กล่าว
“ พวกเขายังเปิดประตูสู่การตรวจสอบกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับอนุภาคหนักอื่น ๆ ที่สามารถตรวจสอบได้ที่ LHC เช่น Higgs Boson และ W และ Z Bosons”
ที่ศึกษาได้รับการตีพิมพ์ในวารสารฉบับเดือนตุลาคม 2567ตัวอักษรฟิสิกส์ b-
-
การทำงานร่วมกันของ CMS 2024. ค้นหาการละเมิด Lorentz Invariance ในการผลิตคู่ควาร์กโดยใช้กิจกรรม Dilepton ในการชนกันของโปรตอนโปรตอน 13 TEVตัวอักษรฟิสิกส์ b857: 138979; ดอย: 10.1016/j.physletb.2024.138979
