準(zhǔn)粒子疑露蹤跡:可為粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型補(bǔ)充
美國每日科學(xué)網(wǎng)站近日報(bào)道,一批高能粒子物理學(xué)家稱,他們用大型強(qiáng)子對撞機(jī)(LHC)讓質(zhì)子對撞,發(fā)現(xiàn)了自上世紀(jì)70年代就開始追尋、被稱為“奇子(odderon)”的亞原子準(zhǔn)粒子的可能證據(jù)。他們表示,最新研究可成為粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的補(bǔ)充。
這是LHC全截面彈性散射偵測器實(shí)驗(yàn)(TOTEM)組的100多名物理學(xué)家進(jìn)行的最新研究。在實(shí)驗(yàn)中,LHC以13TeV(1TeV=10億電子伏特)的能量運(yùn)行,在此能量下,質(zhì)子能獲得迄今最快的碰撞速度,且每秒有數(shù)十億個(gè)質(zhì)子發(fā)生碰撞。通過比較當(dāng)前結(jié)果與使用功率較低的粒子加速器在較低能量下的測量結(jié)果,TOTEM可進(jìn)行迄今最精確的測量。 新發(fā)現(xiàn)與強(qiáng)子(包括質(zhì)子和中子的粒子家族)有關(guān),強(qiáng)子由夸克與膠子“膠合”而成。研究人員解釋說,在以前的所有質(zhì)子對撞實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家只發(fā)現(xiàn)了不同質(zhì)子間偶數(shù)個(gè)膠子交換的證據(jù);而在新實(shí)驗(yàn)中,他們使用了更多能量且進(jìn)行了更精確的觀測,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子間奇數(shù)個(gè)膠子交換的潛在證據(jù)。 研究人員之一、堪薩斯大學(xué)物理和天文系教授克里斯托弗·魯瓦永說:“迄今為止,大多數(shù)模型都認(rèn)為膠子總是偶數(shù)個(gè)。現(xiàn)在,我們首次在新能級(jí)上,發(fā)現(xiàn)新結(jié)果與假設(shè)膠子數(shù)量為偶數(shù)的傳統(tǒng)模型不相容,這或許是我們首次看到膠子數(shù)量的奇數(shù)交換! 研究人員稱,奇子可被看作所有類型奇數(shù)膠子交換的結(jié)果,最新發(fā)現(xiàn)為粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型提供了新細(xì)節(jié)。而且,TOTEM實(shí)驗(yàn)中,用于測量LHC中質(zhì)子飛行時(shí)間的快速定時(shí)探測器,也能在醫(yī)學(xué)、空間物理(比如幫助美國國家航空航天局測量宇宙射線)和海水淡化等領(lǐng)域找到用武之地。 中科院高能物理研究所研究員趙強(qiáng)對科技日報(bào)記者表示:“奇子對于我們理解標(biāo)準(zhǔn)模型中的強(qiáng)相互作用力非常重要。但目前,奇子作為強(qiáng)相互作用的一個(gè)有效自由度,其身上還有很多未解之謎——特別是奇子隨能量的演化規(guī)律還有待更多高能物理實(shí)驗(yàn)的精確測量去進(jìn)一步揭示!保▉碓矗嚎萍既請(bào)) |