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希格斯粒子之后又一新粒子?大型强子对撞机探测到不明信号
发表时间:2016年7月12日 08:01 来源:新浪网 责任编辑:编 辑:麒麟

目前,针对这一异常情况,在论文预印本网站Arxiv上已经有科学家上传了一些论文试图进行解释。不过,就在过去的几个星期内,有传言称随着更多数据得到分析,这一异常信号正出现消退的迹象。

等到今年夏末,大型强子对撞机实验组计划在美国芝加哥召开的一次会议上发布最新结果,其中将包含比现在多得多的数据。实际上,根据欧洲核子中心的消息称,大型强子对撞机在2016年内采集的数据量目前已经超过了2015年全年的数据量。

因此,接下来的数周时间对于判断这个750 GeV信号是否的确是真实信号至关重要,或许它只是一个假信号?目前不能排除这一可能性。

不过,如果这的确是真实信号,那么我们实际上已经对它的某些基本性质已经有了一些了解。比如说,如果这种粒子的确存在,那么我们知道它会衰变为两个光子,另外,它的粒子自旋数一定是0或者2。在物理学中,粒子自旋是基本粒子所具备的量子特性之一,这种性质具有很多重要的实用意义,比如应用于核磁共振成像技术(MRI)。

如果这种粒子的自旋为0,就像希格斯-玻色子,那么它就有可能是2012年发现的这种被称作“上帝粒子”的神秘粒子的近亲,只是质量更大一些。

而另外一种可能性,如果这个粒子的自旋数为2,那么这就容易让人联想到引力子,这是一种目前还纯粹停留在理论层面上的粒子类型,它赋予物质第四种力的作用,那就是引力。引力是物理学中的一个大谜团,目前仍然无法在标准模型中找到相应的解释。

但一些物理学家对于使用引力子概念来解释引力持有怀疑态度,并倾向于寻找其他方式对自然界的这第四种基本力进行解释。

在数以万亿计的此类对撞案例中,科学家们注意到光子数量比理论计算地数量更多,用物理学家们的话来说,就是出现了一个“峰”。如果说的更加具体一些,那就是,科学家们发现总质量为750 GeV的光子对的数量偏多了

超对称理论的死刑?

很多在大型强子对撞机工程工作的物理学家长期以来致力于对一种较为主流的,被称作“超对称”的理论进行探索。该理论认为那些存在于标准模型中的粒子类型应该都拥有一个对称的粒子,只是目前还尚未被发现。根据这一理论,希格斯粒子(Higgs)的超对称粒子被称作“Higgsino”, 胶子(gluon)的超对称粒子被称作“gluino”,以此类推。

但不管这个750 GeV的信号究竟是什么,物理学家们相当确信的是,它应该不会是首个被发现的超对称粒子。索德纳-雷姆邦德教授指出:“发现某种现有物理学理论无法解释的东西是非常令人兴奋的,因为这就意味着存在着某种尚未被理解的基本理论。”

如果这一信号最终被认为为一种新粒子的发现,那么它将不会是孤立的。

索德纳-雷姆邦德教授表示:“在理想情况下,如果这一信号最终被证实,那么其他新的粒子也有可能以类似的方式被识别出来。”

超过1000枚偶极磁铁将两束粒子流加速到接近光速的速度并实现对撞

到目前为止在大型强子对撞机项目中还尚未发现任何超对称现象存在的迹象,这一结果已经导致该理论的某些简化版本被排除,其余版本也正面临着巨大压力,甚至很多人认为整个超对称理论都正面临着生死分界。不过,也有物理学家们指出,大型强子对撞机到目前为止所作的探索还远没有到能够彻底排除超对称理论可能性的地步,还需要未来进一步的研究。

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