CERN大型强子对撞机的CMS合作的物理学家测试了顶级夸克是否遵守阿尔伯特·爱因斯坦的相对论特殊理论。
CMS梁管的安装。图片来源：CERN / CMS协作。
与量子力学一起，阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）的相对论特殊理论是粒子物理学标准模型的基础。
它的核心是一个称为洛伦兹对称性的概念：实验结果独立于进行实验的方向或速度。
特殊相对论已经经受了时间的考验。但是，一些理论（包括特定的字符串理论模型）预测，在非常高的能量下，特殊相对论将不再起作用，实验观察结果将取决于实验在时空的方向。
可以在较低的能量（例如大型强子对撞机（LHC）的能量）上观察到这种Lorentz对称性破裂的残留物，但是尽管以前的努力，但在LHC或其他乘客中尚未发现它们。
在一项新研究中，CMS物理学家使用成对的顶级夸克（Top Quarks）（最庞大的基本粒子）搜索了LORENTZ对称性破裂。
他们说：“在这种情况下，对实验的方向的依赖意味着在LHC处质子 - 普罗顿碰撞中产生顶级夸克对的速率会随着时间而变化。”
“更确切地说，由于地球围绕其轴旋转，LHC质子梁的方向以及CMS实验中心碰撞中产生的顶部夸克的平均方向也根据一天中的时间而变化。”
“因此，如果时空有优先的方向，那么顶级生产率将随着一天的时间而变化。”
“因此，找到与恒定速率的偏差将等于在时空中发现优先方向。”
该团队的新结果基于LHC的第二次运行的数据，它与恒定的速率一致，这意味着Lorentz对称性不会被打破，爱因斯坦的特殊相对论仍然有效。
研究人员使用结果将限制设置为对称性时预测的参数的幅度。
通过先前搜索Lorentz对称性破坏在前Tevatron Accelerator处的lorentz对称性破坏的结果，获得的极限提高了100倍。
科学家说：“结果为未来的搜索lorentz对称性铺平了道路。
“他们还为涉及其他重型颗粒的过程打开了审查，这些颗粒只能在LHC上进行研究，例如希格斯玻色子和W和Z玻色子。”
这学习发表于2024年10月的《杂志》物理字母b。
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CMS协作。 2024年。使用DILEPTON事件在13张TEV Proton-Proton碰撞中寻找违反Lorentz的不变性。物理字母b857：138979; doi：10.1016/j.physletb.2024.138979
