大型强子对撞机实验结果可能颠覆标准模型

2011-10-25 11:45 来源: 新浪
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大型强子对撞机上安装的“紧凑型缪子线圈”探测设备(CMS)

  北京时间10月25日消息,据美国《连线》杂志报道,欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)可能已经发现了出乎物理学标准模型之外的崭新实验证据。大型强子对撞机上安装的“紧凑型缪子线圈”探测设备(CMS)获取的数据显示一种名为“轻子”的基本粒子在实验中显示很高的几率以三个一组被创造出来,这是一种名为“超对称”的理论所预言的结果。

  这项发现在10月19日的LHC会议上进行了通报,并且引起了该领域一些专家的兴趣。

  物理学家马特·斯特塞勒(Matt Strassler)在自己的博客中写道:“很显然,这是需要在接下来数月内进行严密监视的部分。”这是因为这种“三轻子”信号有时候被物理学家们称作揭示超对称理论的“黄金通道”。这是一种理论模型,认为所有已知的亚原子粒子都应当存在着比它们质量更大的“伙伴”粒子,并试图以此来克服标准模型中无法克服的一些困难。

  尽管很多属于轻子范畴的粒子名字古怪,如μ子和τ子等,但其中最为人们所熟悉的轻子还是电子。在大型强子对撞机中进行的质子-质子对撞实验中,产生单个这种轻子粒子的事件相对罕见,而一次产生两个或三个则较为常见。根据超对称理论,可以预料产生三粒子对的几率较高,这样的实验结果似乎恰好印证了超对称理论的预言。

  不过对三轻子粒子对的探测工作是极其困难的。大型强子对撞机一次实验中产生的数据是海量的,进行这样的工作有点类似于大海捞针,非常微妙,很容易被涌来的数据淹没。正因为如此,CMS科学小组对于此事的态度谨慎,他们表示所有他们所观测到的数据均符合背景预期,目前尚未发现将引向新的物理学领域的确定性的进展。

  德国卡尔斯鲁厄技术学院的物理学家费德罗·拉特尼科夫(Fedor Ratnikov)在一份向大会提交的电子邮件中写道:“我们已经全力以赴,采用各种可能的方法相互印证,试图借助它们得到一个高置信度的结果。但是在宣布和标准模型不符的结论之前,我们还需要进行更多的反复验证工作。”

除了超对称之外的其它过程也可能导致出现三轻子对结果的出现。但如果这样的结果持续出现,或者另一台实验设备“超导环场探测器”(ATLAS)得到相同的结果,那么事情就将变得有趣起来。