当首先在2012年发现 - 这一发现使2013年诺贝尔物理奖。
粒子完成了所谓的标准型号,我们目前在粒子水平上理解自然的最佳理论。
现在,Cern的大型强子对撞机(LHC)的科学家认为他们可能有看到了另一个粒子尽管发现尚未确认,但在数据中的某些能量中被发现为峰值。
同样,粒子物理学家有很多兴奋,但这一次与焦虑感混合在一起。与希格斯粒子(确认我们对物理现实的理解)不同,这个新粒子似乎威胁到它。
新的结果 - 由28 GEV(能量单位)的数据中的神秘颠簸组成 - 已出版作为预印本arxiv。它尚未在同行评审的日记中 - 但这不是一个大问题。
LHC的合作具有非常紧密的内部审查程序,我们可以相信作者在报告“ 4.2标准偏差意义”时正确完成了款项。
这意味着,通过数据中的随机噪声而不是真实粒子创建的偶然碰到峰值的概率仅为0.0013%。
那很小 - 一百万分之一。因此,似乎必须是一个真实的事件,而不是随机的噪音 - 但是还没有人打开香槟。
数据怎么说
许多LHC实验,它们一起粉碎质子的束(原子核中的颗粒),通过寻找不寻常的已知颗粒(例如光子(光的颗粒)或电子)来找到新的和外来的颗粒的证据。
这是因为诸如希格斯之类的重型且“看不见”的颗粒通常不稳定,并且倾向于散落(腐烂)变成更易于检测的较轻的颗粒。
因此,我们可以在实验数据中查找这些粒子,以确定它们是否是较重的颗粒衰变的结果。 LHC发现了许多新粒子通过这样的技术,它们都适合。
新发现来自涉及的实验CMS检测器,记录了许多穆斯的对 - 众所周知且易于识别的粒子类似于电子,但更重。
它分析了他们的能量和方向,并问:这对是否来自单亲粒子的衰减,该父母的质量将是什么?
在大多数情况下,成对的muons来自不同的来源 - 源自两个不同的事件,而不是一个粒子的衰减。
因此,如果您尝试在这种情况下计算母体质量,那么它将分布在广泛的能量上,而不是在数据中专门在28GEV(或其他一些能量)上创建一个狭窄的峰。
但是在这种情况下,当然看起来有一个峰。也许。您可以查看该人物,您可以自己判断。
来自CERN的新数据(CMS协作)
这是一个真实的峰,还是仅由于背景(虚线曲线)的随机分散而导致的统计波动?
如果这是实际的,那意味着这些哑光对的确确实来自一个大的母体粒子,而这些粒子是通过发射imuons腐烂的大粒子 - 以前从未见过这样的28 GEV粒子。
因此,这一切看起来都很有趣,但是,历史使我们谨慎。效果在过去出现,只有在获取更多数据时就消失了。
Digamma(750)异常是最近的例子从一系列虚假警报(由于设备故障,过度热情的分析或不幸的运气)引起的长期虚假警报。
这部分是由于所谓的“看看其他地方的效果”:尽管如果您专门查看28 GEV的值可能为13百万,则随机噪声产生峰值的概率可能会在图中的其他位置,也许在29GEV或16GEV中给出峰值。
当考虑的情况下,这些概率分别也很小,但是这些微小概率的总和并不那么小(尽管仍然很小)。这意味着并非不可能通过随机噪声创建峰值。
而且有一些令人困惑的方面。例如,凸起出现在一个LHC中,而不是在能量加倍时在另一个LHC中出现。
人们希望,当能量更高时,任何新现象都会变得更大。可能是有原因的,但是目前这是一个不舒服的事实。
新的物理现实?
该理论更加不协调。
就像实验粒子物理学家花时间寻找新的粒子一样,理论家花时间思考新粒子,这是有意义的:颗粒会填充标准模型的缺失部分,或解释暗物质(一种看不见的物质),或两者兼而有之。
但是没有人建议这样的东西。
例如,理论家建议我们可以找到较轻的希格斯粒子。
但是,任何幼儿都不会腐烂到穆斯。光Z Boson或a重光子也已经谈论过,但它们会与电子互动。这意味着我们可能应该已经发现它们,因为电子易于检测。
潜在的新粒子与提出的任何一个的性质都不匹配。
如果这个粒子确实存在,那么它不仅超出了标准模型,而且以任何人预料的方式外部。就像牛顿的重力让位给爱因斯坦的,标准模型将被取代。
但是,替代者将不会是已经提议扩展标准模型的任何受欢迎的候选人:包括超对称性,额外的尺寸和大统一理论。
这些都提出了新的粒子,但是没有像我们刚刚看到的那样的属性。这必须是如此奇怪,以至于没有人建议。
幸运的是,另一个大型LHC实验Atlas拥有类似的实验数据,该团队仍在分析它,并将在适当的时候报告。
愤世嫉俗的经验说,他们将报告一个无效的信号,该结果将加入统计波动的画廊。
但是也许 - 也许 - 他们会看到一些东西。然后,实验家和理论家的生活突然会变得非常忙碌和非常有趣。
罗杰·巴洛(Roger Barlow),国际加速器应用研究所的研究教授兼主任,哈德斯菲尔德大学。