从大型强子对撞机指向全新物理的更多结果

大型强子对撞机美女（LHCb）实验仍坚持认为，我们最好的粒子物理学模型存在缺陷，如下所述，将对撞机的数据与标准模型所期望的相比较，以前的结果引发了大约3个标准差的奇怪差异，但是我们需要更多的信息来确保它确实反映了物理学中的新事物。

现在，新发布的数据使我们更加自信，结果为3.1 sigma。在千分之一的可能性中，我们所看到的是物理学只是混乱的结果，而不是新定律或粒子的结果。阅读下面的原始报道，以了解所有详细信息。

过去使用CERN的超大型颗粒粉碎机大型强子对撞机（LHC）进行的实验暗示了一些出乎意料的事情。一个叫做美丽介子的粒子正在以与预测不符的方式分解。

这意味着两件事之一–我们的预测是错误的，或者数字是错误的。而且，一种新的方法使得观测结果仅是巧合的可能性降低了，这几乎足以使科学家们开始兴奋起来。

一小群物理学家利用对撞机的关于美丽介子（或简称b介子）分解的数据，研究了如果他们将关于衰变的一个假设换成假设相互作用发生后仍在发生的另一个假设，将会发生什么。

结果令人惊讶。另一种方法是将某些事情确实发生了，这加倍了。

在物理学中，异常通常被视为好东西。奇妙的事情。意外的数字可能是窗口看到物理学的一种全新的方式，但物理学家也是保守的-你必须要当宇宙的基本规律都岌岌可危。

因此，当实验结果与理论不完全吻合时，它首先被认为是复杂测试统计混乱中的随机现象。如果后续实验显示相同的内容，则仍被认为是“其中之一”。

但是经过足够的实验，可以收集到足够的数据，以将错误发生的可能性与有趣的新发现的可能性进行比较。如果意外的结果与预期的结果相差至少三个标准差，则称为3 sigma，允许物理学家一边抬起眉毛一边热情地点头，看看结果。它成为一个观察。

为了真正引起人们的注意，当有足够的数据将该差异推到五个标准偏差时，异常应该持续存在：5 sigma事件导致香槟破裂。

多年以来，大型强子对撞机一直被用来创建称为介子的粒子，目的是观察粒子诞生后瞬间的变化。

介子是强子的一种，有点像质子。它们不是由在强烈相互作用下稳定形成的三个夸克组成，而是仅由两个组成：一个夸克和一个反夸克。

甚至最稳定的介子也会在百分之一秒后崩溃。我们用来描述粒子的构造和衰减的框架-标准模型-描述了当分裂不同的介子时我们应该看到的内容。

美容介子是连接到底部反夸克的下夸克。当将粒子的特性插入标准模型中时，b介子衰变应会产生成对的电子和正电子，或类似电子的μ子及其相反的对子，即反μ子。

该电子或介子的结果应为50-50。但这不是我们所看到的。结果表明，电子-正电子的产物远多于介子-反介子。

这是值得关注的。但是，如果将结果的总和保持在标准模型的预测旁边，那么它们就会因几个标准偏差而消失。如果我们考虑其他影响，则可能甚至更远-与我们的模型完全不同。

但是我们对这些结果能反映现实有多大的信心，而不仅仅是实验噪音的一部分？重要性远未达到5的标准差，这意味着存在与标准模型之间的差距根本没有任何意义的风险。

标准模型是一项很好的工作。它是由杰出的苏格兰理论家詹姆斯·克莱克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell）首次提出的田野理论基础上建立的，已有数十年历史，它是许多新粒子未知领域的地图。

但这并不完美。我们在自然界中看到过一些东西-从暗物质到大量的中微子-当前似乎超出了标准模型框架的范围。

在这样的时刻，物理学家调整了模型的基本假设，看他们是否在解释我们所看到的东西方面做得更好。

苏黎世大学物理学家丹尼·范·戴克（Danny van Dyk）在2018年表示：``在以前的计算中，假设介子解体时，其产品之间不再存在相互作用。''

“在我们的最新计算中，我们包括了附加效果：称为“魅力环”的长距离效果。”

这种效果的细节不适用于业余爱好者，也不完全是标准模型材料。

简而言之，它们涉及复杂的虚拟粒子相互作用-粒子的持久时间不足以到达任何地方，但原则上是在量子不确定性的波动中出现的-以及分解后的衰变产物之间的相互作用。

文章来源：《大学物理》 网址: http://www.dxwlzz.cn/zonghexinwen/2021/0326/459.html