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大型强子对撞机实验发现轻子行为异常

[ 时间:2020-01-20 14:38:39 | 来源:科技日报 ]

  科技日报讯 (记者刘霞)据欧洲核子研究中心(CERN)官网日前报道,该中心大型强子对撞机底夸克实验(LHCb)团队报告称,他们在检验轻子普适性时发现,不同轻子的行为可能存在差异。尽管这一结果统计显著性不高,但与此前其他结果吻合。如这些结果获得证实,意味着粒子物理学标准模型存在破绽。

  轻子是标准模型中的基本粒子,分为三代:电子、缪子(muons)和陶子(taus)。轻子普适性是标准模型的一个基本原则,指这三种粒子与其他粒子之间的相互作用如出一辙。因此,尽管不同轻子质量不同,同一种粒子衰变产生这三种轻子的概率应该相同。然而,过去几年,LHCb团队和其他研究人员提供的测量结果均表明,不同轻子的“行为举止”可能不同。

  LHCb团队的最新结果首次利用底重子衰变检验轻子普适性。底重子由三个夸克组成,至少包含一个底夸克。LHCb团队从能量分别为7、8和13太电子伏特(TeV,即万亿电子伏特)的质子—质子对撞数据中,筛选鉴别出名为Λb0的底重子,并计算了这些底重子“变身”产生正反缪子对(或正负电子对)的衰变率。

  该团队计算出这两个衰变率之间的比值。如果轻子普适性正确,则该比值应接近1;偏离此值则表明轻子普适性遭到破坏,可能的原因是,以前从未现身、标准模型也未曾预言的粒子充当了“幕后黑手”。

  研究小组获得的比值略低于1,统计显著性约为1倍标准差,而如果要宣称这两个衰变率确有不同,需要5倍标准差。

  研究人员说,这一结果和此前结果都发现,粒子衰变产生正反缪子对的概率小于产生正负电子对的概率。但他们也强调,需要更多数据,才能定论。

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