寻找新粒子：发现轴子可以帮助回答物理学中最令人疑惑的问题之一
发布时间：2023-06-16 12:47:05 所属栏目：外闻 来源：
导读：现在物理学上一个最令人吃惊的难题是科学家们所说的“强烈CP”难题。源于令人费解的现象，即中子不与电场相互作用，尽管它由夸克（较小的，携带电荷的基本粒子）组成 - 强CP问题质疑物理学的标准模型，或科
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现在物理学上一个最令人吃惊的难题是科学家们所说的“强烈CP”难题。源于令人费解的现象，即中子不与电场相互作用，尽管它由夸克（较小的，携带电荷的基本粒子）组成 - 强CP问题质疑物理学的标准模型，或科学家多年来一直用来解释自然定律的理论。 由明尼苏达大学双城分校理论物理学家领导的一个团队发现了一种寻找轴子的新方法，轴子是可以帮助解决这个谜团的假设粒子。与费米实验室国家加速器实验室的实验研究人员合作，物理学家的新策略为在粒子对撞机实验中检测轴子开辟了以前未探索的机会。 研究人员的论文在《物理评论快报》上发表并作为编辑的建议。 “作为粒子物理学家，我们正在努力发展我们对自然的最佳理解，”该论文的合著者，明尼苏达大学物理与天文学学院助理教授刘震说。“在过去的一个世纪里，科学家们在通过既定的理论框架寻找基本粒子方面取得了巨大的成功。因此，令人非常困惑的是，为什么中子不与电场耦合，因为在我们已知的理论中，我们期望它们会耦合。如果我们真的发现了轴子，这将是我们对自然结构的基本理解的一大进步。 研究亚原子粒子并可能发现新粒子的主要手段之一是对撞机实验。从本质上讲，科学家迫使粒子束碰撞 - 当它们相互撞击时，它们产生的宇宙射线能量通常来说会产生通过气体探测器的其他宇宙射线粒子，从而可以使研究人员能够轻而易举地分析它们的特性。 刘和他的团队提出的方法涉及测量假设轴子变成两个μ介子的“衰变”产物 - 或者当不稳定的重粒子转化为多个较轻粒子时会发生什么 - 已知粒子本质上是电子的较重版本。通过从探测器中的介子轨迹向后工作以重建这种衰变，研究人员相信他们有机会定位轴子并证明其存在。 “通过这项研究，我们正在扩展寻找轴子粒子的方式，”该论文的合著者，明尼苏达大学物理与天文学学院和威廉精细理论物理研究所的博士后研究员Raymond Co说。“人们以前从未使用轴子衰变成μ介子作为在中微子或对撞机实验中寻找轴子粒子的一种方式。这项研究开辟了新的可能性，为我们领域的未来努力铺平了道路。 Liu和Co以及明尼苏达大学物理学和天文学博士后研究员Kun-Feng Lyu和加州大学伯克利分校博士后研究员Soubhik Kumar是该研究的理论部分的幕后推手。他们是ArgoNeuT合作的一部分，该合作汇集了来自全国各地的理论家和实验学家，通过费米实验室的实验来研究粒子。这是一个非常重要的发现，因为它揭示了我们如何在宇宙中寻找它们，以及它们是如何相互作用的。 （编辑：聊城站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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