Sjælden Partikel Find Kan Cast Tvivl Om Populær Fysik Teori

{h1}

Påvisningen af ​​en sjælden subatomic partikelafbrydelsesproces ved large hadron collider (lhc) kunne tvivle på nogle populære nye fysikteorier, som supersymmetri, som nogle fysikere håber kunne løse mysteriet om mørkt stof.

En ekstremt sjælden partikelmåling fra verdens største atomsmasher kunne kaste tvivl om en populær teori om universets grundlæggende byggesten, herunder mørk materie.

Fysikere fra Large Hadron Collider (LHC) i Schweiz har målt en bestemt type partikeltransformation for første gang, og fandt ud af, at det sker næsten lige så ofte som forudsagt af den dominerende teori om partikelfysik, kaldet standardmodellen.

Måling er bare foreløbig - forskerne har ikke indsamlet nok data til at være positive, hvad de ser er ikke bare en tilfældig forekomst. Alligevel er det faktum, at de indledende observationer svarer så godt til Standard Model forudsigelserne, ikke et håbsmæssigt tegn på, hvad forskere kalder "ny fysik", såsom nye partikler, som ikke er forudsagt af standardmodellen.

En af de mest populære teorier om ny fysik er ideen om "supersymmetri" - at alle de kendte subatomære partikler har "superpartner" partikler, der endnu ikke er blevet observeret. Hvis disse superpartner eksisterer, kan de hjælpe med at forklare nogle vedholdende fysik-mysterier, såsom mørkets natur, et usynligt stof, der tænkes at udgøre en fjerdedel af universet. Forskere mener, at mørkt materiale faktisk kan bestå af supersymmetriske partikler, der endnu ikke er blevet detekteret.

Mens den nye måling, der blev rapporteret i dag (12. november) af fysikere ved Large Hadron Collider's LHCb-eksperiment, ikke modbeviser denne ide, understøtter den heller ikke det. [Billeder: Verdens største Atom Smasher (LHC)]

"Mange nye fysik teorier får et hårdt slag i den meget gode kamp mellem standard model forudsigelse og observeret hastighed," partikel fysiker Tommaso Dorigo, der arbejder på et separat eksperiment på Large Hadron Collider kaldet CMS, skrev i dag på sin blog.

Sjældent nogensinde set

LHCb-forskerne rapporterede, at de havde observeret tegn på partikler kaldet B_s ("B-sub-S") mesoner, der er lavet af en bunden antiquark bundet til en mærkelig kvark ("bund" og "mærkelig" er to varianter af kvarker og anti-kvarker er antimatterpartnerpartiklerne af normale stofkvarker), der forfalder i to partikler kaldet muoner.

B_s mesoner er ustabile partikler, der normalt ikke findes på Jorden, men er nogle gange oprettet, når protoner smadres ind i hinanden efter at være spedt op til nær lysets hastighed omkring LHCs 17 km (27 km) underjordiske ring. Den resulterende eksplosion skaber en overflod af eksotiske partikler, herunder betydelige mængder af B_s mesoner.

Disse partikler forudses at falde i par af muoner ved standardmodellen, men kun meget meget sjældent - ca. tre gange i hver 1 milliard samlede nedfald af B_s-mesoner. Disse partikler omdannes normalt til andre ting.

Partikelfysik eksperimenter, herunder den nu pensionerede Tevatron collider i Illinois, har søgt efter dette forfald i to årtier, uden held indtil nu. I marts i år meddelte LHCb-fysikere, at de havde lagt grænser for, hvor ofte forfaldet kan forekomme, men nu rapporterer de de første beviser for dets forekomst.

"Det er et godt testamente for deres evne til at udvælge denne ekstremt sjældne forfaldsmodus og tilsyneladende se et signal", sagde teoretisk fysiker Lance Dixon fra SLAC National Accelerator Laboratory i Californien.

Imidlertid skal flere data indsamles for at bekræfte, at forfaldet - "den sjældneste nogensinde", ifølge LHCb-forskere - virkelig og virkelig fandt sted.

I dette diagram repræsenterer den røde stiplede linje signalet set i Large Hadron Collider of B_s mesoner henfaldende i par af muoner.

I dette diagram repræsenterer den røde stiplede linje signalet set i Large Hadron Collider of B_s mesoner henfaldende i par af muoner.

Kredit: LHCb

Supersymmetriske partikler

Denne foreløbige måling fra LHCb viste, at den sjældne forfaldsproces skete omkring 3,2 gange for hver 1 milliard samlede nedfald - meget tæt på den forudsagte værdi af tre. Hvis frekvensen af ​​denne proces var meget forskellig fra standardmodelens fremskrivninger, kunne det tyde på, at nye partikler, såsom supersymmetriske partnere, påvirker processen. For eksempel forudsiger nogle modeller, at supersymmetriske partikler ville øge hyppigheden af ​​denne type forfald.

"Lige nu er målingens centrale værdi bemærkelsesværdig tæt på den centrale værdi af standardmodellen forudsigelsen," fortalte Dixon WordsSideKick.com. "Det betyder at masser af disse supersymmetriske partikler er enten tungere end optimister havde mistænkt før, eller der er noget sjovt om spektret [af supersymmetriske partikelmasser], der undertrykker disse signaler."

Alligevel giver forskerne ikke op på at finde ny fysik ud over, hvad der forventes af standardmodellen - de skal bare grave lidt dybere.

"Supersymmetri er ikke udelukket ved vores måling, men det er stærkt begrænset," siger LHCb-talsmand Pierluigi Campana i en erklæring. "Denne måling er en slags checkup af standardmodellen og i dag ser den sundere ud end den var i går."

"Vi mener, at nye data fra LHC og mere sofistikerede analyser til sidst giver os mulighed for at finde en chink i Standard Modelens rustning," tilføjede Campana.

LHCb-forskerne rapporterede deres resultater i dag på Hadron Collider Particle Symposium i Kyoto, Japan.

Følg Clara Moskowitz på Twitter @ClaraMoskowitz eller WordsSideKick.com @wordssidekick. Vi er også på Facebook & Google+.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com