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而不是证明标准模型的许多预测中的一个是错误的

四月 9th, 2019  |  科学

原标题:科学家发现的数据异常,可能暗示了未知的物理

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粒子物理学是一门奇怪的学科。它的关键理论“标准模型”(Standard
Model)–我们对物质的基本构成部分如何受四种基本力中的三种力量控制的最好理解,是最经得起考验的科学体系之一,它让研究人员能够在我们真正找到粒子之前几十年就预测到粒子的存在。

与此同时,我们知道它是有限的。例如,它不包括引力,或暗能量或暗物质。

这些限制是很重要的,但是在大型强子对撞机(LHC)这样的粒子加速器中测试是非常困难的。目前,研究人员正以几乎相反的方式来处理问题,而不是证明标准模型的许多预测中的一个是错误的。他们在这方面也没有太大的运气,但一项新的研究使我们更接近于这样做。

正如欧洲物理学杂志所报道的,研究人员研究了发生在美介子上的一种特殊粒子衰变,美介子是由一种非常罕见的美反夸克和下夸克(在质子和中子中都发现)构成的一种不稳定粒子。美介子衰变的方式有很多种,都是用标准模型来预测的。然而,观察这些衰变的实验已经从标准模型的预测中发现了轻微的异常,表明这些预测要么是错误的,要么暗示了未知的物理。

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来自苏黎世大学核物理研究所的合著者Marcin
Chrzaszcz博士在一份声明中说:“长时间以来,在大型强子对撞机上,人们一直在激烈地寻找一切无法用现在的物理学来解释的东西。”

“目前,对新粒子或新现象的直接探索仍然没有结果。然而,在含有美介子衰变的数据中发现了一些异常现象。它们一天比一天有趣,因为我们处理的数据越多,我们在描述它们时考虑的影响越多,它们就越明显。”

没有足够的数据来证明这一发现,但有足够的数据让人们对此感到惊讶。

为了确保这个意想不到的结果不仅仅是昙花一现,或者是侥幸,或者是一个错误,它必须经过严格的测试。例如,如果它与预测结果相差三个标准差,那么它的水平为3西格玛。这种异常的精确度为3.4西格玛,即99.97%。目标是确认异常超过了五西格玛黄金标准或99.9999%。

van
Dyk博士说“在以前的计算中,我们假设当介子解体时,它的产物之间就不会有更多的相互作用。”

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然而,当研究小组将美介子衰变的理论背景扩展到包括远距离相互作用时,根据标准模型,数据远远超出了五西格玛,高达6.1,这表明确实存在一些东西。尽管有了新的分析,这仍然不是一个官方的发现,但它确实使异常更加诱人。

Chrzaszcz博士解释说:“在两三年内,我们可能会有足够的数量来确认异常现象的存在,并使我们有资格谈论一项发现。”

美介子异常并不是唯一的实验线索,表明我们已经接近发现标准模型之外的物理了。我们可能很快就得解释许多现象,而我们的理论目前还无法解释这些现象。返回搜狐,查看更多

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