ตัวดักฟังที่มีศักยภาพของฟิสิกส์ใหม่ยังมีอยู่ในข้อมูล LHC

Anonim

เป็นเวลานานนักวิจัยได้ตั้งข้อสังเกตหลายผิดปกติในการสลายตัวของ mesons ความงามในข้อมูลที่มาจากการทดลอง LHCb ที่ Large Hadron Collider พวกเขาเป็นมากกว่าความผันผวนทางสถิติเพียง? การวิเคราะห์ล่าสุดโดยคำนึงถึงผลกระทบทางไกลที่เรียกว่าการสลายตัวของอนุภาคทำให้ความเป็นไปได้ที่ความผิดปกติไม่ได้เป็นข้อผิดพลาดในเทคนิคการวัด

ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ที่แสวงหาร่องรอยของฟิสิกส์ใหม่ ๆ พยายามขจัดสัญญาณใหม่ทั้งหมดที่อาจเกิดขึ้นในการชนของอนุภาคเผยให้เห็นโมฆะตามที่ได้ทำนายโดย Standard Model ซึ่งคนอื่น ๆ มองไปที่ปรากฏการณ์อื่น ๆ จะเริ่มเห็นสัญญาณที่ผิดปกติขึ้นในมหาสมุทรที่ไม่ได้รับการแก้ไข

แบบจำลองมาตรฐานคือชุดเครื่องมือทางทฤษฎีที่พัฒนาขึ้นในปีพ. ศ. 1970 เพื่ออธิบายปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในขนาดของอะตอมอะตอมและอนุภาคมูลฐาน ทำงานได้ดี แต่ไม่สามารถให้คำตอบสำหรับคำถามที่สำคัญบางอย่างได้ ทำไมอนุภาคมูลฐานถึงมีมวลชนโดยเฉพาะ? ทำไมพวกเขาสร้างครอบครัว? ทำไมเรื่องเด่นชัดดังนั้นจึงมีอิทธิพลเหนือปฏิสสาร? สสารมืดประกอบด้วยอะไร? มีนักวิทยาศาสตร์ที่เชื่อมั่นว่า Standard Model อธิบายถึงส่วนของความเป็นจริงและต้องขยายออกไป

"เป็นเวลานานใน LHC มีการล่าสัตว์ที่เข้มข้นสำหรับทุกอย่างที่ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยฟิสิกส์ปัจจุบันในปัจจุบันการค้นหาอนุภาคหรือปรากฏการณ์ใหม่ ๆ ในทางตรงยังคงไร้ผลอย่างไรก็ตามมีความผิดปกติหลายอย่างเกิดขึ้น ข้อมูลที่มีการสลายตัวของ mesons ความงามพวกเขากำลังกลายเป็นสิ่งที่น่าสนใจมากขึ้นในแต่ละวันเนื่องจากข้อมูลที่เราประมวลผลมากขึ้นและผลกระทบที่เราคำนึงถึงมากขึ้นเมื่อกล่าวถึงสิ่งเหล่านี้ยิ่งสามารถมองเห็นได้มากเท่าไหร่ "Dr. Marcin Chrzaszcz (IFJ PAN, จากซูริค) ซึ่งเป็นผู้ร่วมเขียนบทความล่าสุดในวารสาร European Physical Journal C อีกสามคนคือ Christoph Bobeth จากมหาวิทยาลัยเทคนิคมิวนิค Danny van Dyk จากมหาวิทยาลัยซูริค (UZ) และ Javier Virto จาก PM และศูนย์ฟิสิกส์ทฤษฎีที่ Massachusetts Institute of Technology ในเคมบริดจ์สหรัฐอเมริกา

Mesons อนุภาคที่ทำจากคู่ควาร์ค - แอนตาร์แคร็กมาหลายพันธุ์ mesons ของ B (ความงาม) มีควาร์กลดลงหนึ่งในองค์ประกอบของโปรตอนและนิวตรอนที่พบได้ทั่วไปในธรรมชาติและความงาม anti-quark Mesons เป็นระบบที่ไม่เสถียรและหลุดพ้นได้อย่างรวดเร็วด้วยวิธีการที่อธิบายว่าเป็นช่องทางที่สลายตัว หนึ่งในความผิดปกติเหล่านี้เกิดขึ้นในช่องสลายของ meson B กับ meson อื่น (K *: meson นี้มีควาร์กแปลก ๆ แทนที่จะเป็น quark ความงาม) และคู่ muon-antimuon (muons เป็นอนุภาคมูลฐานที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับอิเล็กตรอนเท่านั้น) เกือบ 200 ครั้งใหญ่)

"ในการคำนวณก่อนหน้านี้สันนิษฐานว่าเมื่อเมซอนพังทลายแล้วจะไม่มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างผลิตภัณฑ์ของตนมากนักในการคำนวณล่าสุดของเราเราได้รวมผลกระทบระยะยาวที่เรียกว่า charm-loops ด้วยความน่าจะเป็นของผลิตภัณฑ์การสลายตัว โต้ตอบกับแต่ละอื่น ๆ เช่นการแลกเปลี่ยน gluons อนุภาคที่รับผิดชอบในการปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งพันธบัตรควาร์กในโปรตอนและนิวตรอนดร. แวน Dyk (UZ) กล่าวว่า

ผลของการวัดในฟิสิกส์มักอธิบายโดยค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน sigma ผลที่แตกต่างจากการคาดการณ์โดยค่าความเบี่ยงเบนมาตรฐานมากกว่า 3 (3 sigma) ถือเป็นข้อสังเกต การค้นพบมีขึ้นเมื่อความถูกต้องสูงกว่า 5 sigma (ซึ่งหมายความว่ามีความเป็นไปได้น้อยกว่าหนึ่งใน 3.5 ล้านตัวที่ความผันผวนแบบสุ่มจะให้ผลลัพธ์ที่สังเกตได้) การวิเคราะห์การสลายตัวของ meson B กับ meson K * และคู่ muon-antimuon แสดงให้เห็นความตึงเครียดกับการทำนาย Model Standard ของ 3.4 sigma (ในช่องที่มีการสลายตัวอื่น ๆ พบความผิดปกติในลักษณะเดียวกัน) ในขณะที่การรวมผลกระทบระยะยาวในรายละเอียดทางทฤษฎีเพิ่มมูลค่านี้เป็น 6.1 sigma นักวิจัยหวังว่าวิธีการทางคณิตศาสตร์ที่พวกเขาเสนอใช้กับช่องทางที่สลายตัวคล้าย ๆ กันจะช่วยเพิ่มความแม่นยำในการประมาณได้อย่างมาก

"ความผิดปกติที่ตรวจพบจะไม่หายไปในการวิเคราะห์ที่ตามมาตอนนี้รายละเอียดทางทฤษฎีของกระบวนการเหล่านี้ได้ถูกนำมาใช้งานแล้วทุกอย่างขึ้นอยู่กับความแม่นยำทางสถิติซึ่งกำหนดโดยจำนวนของการสลายตัวที่ถูกวิเคราะห์เราอาจจะมีปริมาณที่เพียงพอ ภายในสองหรือสามปีเพื่อยืนยันการดำรงอยู่ของความผิดปกติที่มีความน่าเชื่อถือให้เราพูดคุยเกี่ยวกับการค้นพบดร. Chrzaszcz กล่าวว่า

ต้นกำเนิดของความผิดปกติที่สังเกตได้ยังไม่ทราบ นักฟิสิกส์หลายคนเสนอว่าอนุภาคมูลฐานที่ไม่รู้จักซึ่งอยู่นอกแบบจำลองมาตรฐานอาจเป็นตัวกำหนดการดำรงอยู่ ตัวอย่างเช่นผู้สมัครที่ดีคือ Z 'boson ที่เสนอโดยนักทฤษฎี การยืนยันโดยตรงของสมมติฐานนี้จะต้องมีการทดลองเพิ่มเติมในเครื่องเร่งความเร็วมากกว่าการกำหนดค่า LHC สมัยใหม่

menu
menu