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大型強(qiáng)子對撞機(jī)(LHC)在3月份引發(fā)了全世界的興奮，因?yàn)榱Ｗ游锢韺W(xué)家報(bào)告了新物理學(xué)的誘人證據(jù)--可能是一種新的自然力量。 現(xiàn)在，來自歐洲核子研究中心(CERN)巨大粒子對撞機(jī)的新結(jié)果--尚未經(jīng)過同行評審，似乎正在進(jìn)一步支持這一想法。

目前關(guān)于粒子和力量的最佳理論被稱為標(biāo)準(zhǔn)模型，它準(zhǔn)確無誤地描述了我們所知道的關(guān)于構(gòu)成我們周圍世界的物理東西的一切。標(biāo)準(zhǔn)模型無疑是有史以來最成功的科學(xué)理論，但同時(shí)它是不完整的。它只描述了四種基本力中的三種--電磁力和強(qiáng)力、弱力，引力未包含在內(nèi)。它沒有解釋天文學(xué)告訴我們的主導(dǎo)宇宙的暗物質(zhì)也無法解釋物質(zhì)如何在大爆炸中存活。因此，大多數(shù)物理學(xué)家相信，一定有更多的宇宙成分尚未被發(fā)現(xiàn)，而研究被稱為美麗夸克(beauty quark)的各種基本粒子是一種特別有希望以獲得可能存在的其他東西的暗示的的方式。

美麗夸克有時(shí)也被稱為底夸克，是基本粒子，反過來構(gòu)成更大的粒子。夸克有六種類型：上夸克、下夸克、奇異夸克、粲夸克、美麗/底夸克和真/頂夸克。像上夸克和下夸克構(gòu)成了原子核中的質(zhì)子和中子。

美麗夸克是不穩(wěn)定的，在衰變成其他粒子之前平均只活了大約1.5萬億分之一秒。美麗夸克的衰變方式會受到其他基本粒子或力量存在的強(qiáng)烈影響。當(dāng)美麗夸克衰變時(shí)，它通過弱力的影響轉(zhuǎn)化為一組較輕的粒子如電子。一種新的自然力可能讓我們知道自己的方式之一是通過巧妙地改變美麗夸克衰變?yōu)椴煌愋土Ｗ拥念l率。

相反，研究人員發(fā)現(xiàn)，μ介子衰變的頻率只有電子衰變的85%左右。假設(shè)這個結(jié)果是正確的，那么解釋這種效應(yīng)的唯一方法是，一些以不同方式拉動電子和μ介子的新自然力正在干擾美麗夸克的衰變方式。

這一結(jié)果在粒子物理學(xué)家中引起了巨大的興奮。幾十年來，我們一直在尋找標(biāo)準(zhǔn)模型之外的東西的跡象，盡管在大型強(qiáng)子對撞機(jī)上工作了十年，但到目前為止還沒有發(fā)現(xiàn)任何結(jié)論性的東西。因此，發(fā)現(xiàn)一種新的自然力量無疑是一個巨大的交易并可能最終打開回答現(xiàn)代科學(xué)所面臨的一些最深奧的謎題的大門。

雖然結(jié)果是誘人的，但它并不是決定性的。所有的測量都有一定程度的不確定性或“誤差”。在這種情況下，只有約千分之一的機(jī)會，結(jié)果是由隨機(jī)的統(tǒng)計(jì)波動造成的--或者我們在粒子物理學(xué)術(shù)語中所說的“三西格瑪”。

一千分之一可能聽起來不多，但我們在粒子物理學(xué)中進(jìn)行了大量的測量，因此你可能期望一小部分會因?yàn)殡S機(jī)的機(jī)會而出現(xiàn)異常值。為了真正確定效果是真實(shí)的，需要達(dá)到五西格瑪--相當(dāng)于不到百萬分之一的可能性，即效果是由殘酷的統(tǒng)計(jì)僥幸造成的。

為了達(dá)到這個目標(biāo)，需要減少誤差的大小，而要做到這一點(diǎn)需要更多的數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的方法之一就是簡單地讓實(shí)驗(yàn)運(yùn)行更長時(shí)間并記錄更多的衰變。LHCb實(shí)驗(yàn)?zāi)壳罢谶M(jìn)行升級以便將來能夠以更高的速率記錄碰撞，這將使科研人員能夠進(jìn)行更精確的測量。但也可以通過尋找更難發(fā)現(xiàn)的類似類型的衰變，從已經(jīng)記錄的數(shù)據(jù)中獲得有用的信息。

【來源：cnBeta.COM】

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