يتنبأ النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات بأن الكواركات b يجب أن تضمحل بالتساوي
فيزيائيون من إمبريال كوليدج لندن وقامت جامعتا بريستول وكامبريدج بتحليل البيانات لتحقيق هذه النتيجة بدعم مالي من مجلس العلوم والتكنولوجيا. تم الإعلان عن النتيجة اليوم في مؤتمر Moriond Electroweak Physics ونشرت كمطبوعة أولية.
خارج النموذج القياسي
النموذج القياسي هو الأفضلحاليًا هي نظرية فيزياء الجسيمات التي تصف جميع الجسيمات الأساسية المعروفة التي يتكون منها كوننا والقوى التي تتفاعل معها. المشكلة هي أن النموذج القياسي لا يستطيع تفسير بعض من أعمق الألغاز في الفيزياء الحديثة، بما في ذلك المادة المظلمة واختلال التوازن بين المادة والمادة المضادة في الكون.
لذلك ، بحث الباحثون عن الجسيمات التي تتصرف بشكل مختلف عما هو متوقع في النموذج القياسي. الهدف هو شرح بعض هذه الألغاز.
"عندما رأينا النتائج لأول مرةيقول ميتيش باتيل، دكتوراه، من قسم الفيزياء في إمبريال كوليدج لندن: "في الواقع، في التجربة، قلوبنا تنبض بشكل أسرع قليلاً". "بالطبع، من السابق لأوانه القول ما إذا كان هذا انحرافًا حقيقيًا عن النموذج القياسي." ومع ذلك، فإن هذه النتائج هي الشيء الأكثر إثارة الذي قمت به خلال 20 عامًا في هذا المجال.
اللبنات الأساسية للطبيعة
النتائج التي يقولها الفيزيائي تأتي من تجربة LHCb ، وهي واحدة من أربعة كاشفات ضخمة للجسيمات في مصادم الهادرونات الكبير (LHC) التابع لـ CERN.
LHC - الأكبر والأقوى في العالممصادم الجسيمات - يقوم بتسريع الجسيمات دون الذرية لتقترب من سرعة الضوء قبل أن تصطدم ببعضها البعض. تنتج هذه الاصطدامات دفقة من الجسيمات الجديدة التي يقوم الفيزيائيون بتسجيلها ودراستها بعد ذلك لفهم اللبنات الأساسية للطبيعة بشكل أفضل.
أبعاد جديدة تتحدى القوانينالطبيعة ، التي تعالج الإلكترونات ونظيراتها الأثقل ، الميونات ، بنفس الطريقة ، باستثناء الاختلافات الصغيرة بسبب اختلاف كتلها. وفقًا للنموذج القياسي ، تتفاعل الميونات والإلكترونات مع جميع القوى بنفس الطريقة ، لذلك يجب أن تتحلل الكواركات b التي تم إنشاؤها في LHCb إلى ميونات في كثير من الأحيان إلى الإلكترونات.
لوحظ انحلال نادر جدًا لميزون جميل بمشاركة إلكترون وبوزيترون في LHCb. الائتمان: إمبريال كوليدج لندن.
لكن القياسات الجديدة تشير إلى أن الاضمحلال يحدث بمعدلات مختلفة. قد يشير هذا إلى جسيمات غير مرئية سابقًا تميل المقاييس بعيدًا عن الميونات.
"إن نتيجة التجربة مثيرة للاهتمامتلميح إلى جسيم أساسي جديد أو قوة "تعمل" بشكل مختلف تمامًا عن أي شيء معروف للعلم، كما يوضح دانييل مويز، دكتوراه. "إذا تم تأكيد ذلك من خلال المزيد من القياسات، فسيكون له تأثير عميق على فهمنا للطبيعة على المستوى الأساسي."
فتح معيار الذهب
في فيزياء الجسيمات ، المعيار الذهبيالاكتشافات هي خمسة انحرافات معيارية ، مما يعني أن احتمال أن تكون النتيجة عشوائية هو 1 في 3.5 مليون ، والنتيجة الجديدة هي ثلاثة انحرافات حتى الآن. هناك احتمال 1 من 1000 أن يكون القياس مصادفة إحصائية ، لذلك من السابق لأوانه استخلاص أي استنتاجات مؤكدة.
"يجب أن تكون هناك جسيمات جديدة ومختلفة ، لأنفهمنا الحالي للكون غير صحيح من نواح كثيرة. على الرغم من أننا بحاجة إلى انتظار تأكيد النتائج ، آمل أن نتمكن يومًا ما من النظر إلى هذا الأمر باعتباره نقطة تحول في الفيزياء ، "يختتم الدكتور مايكل ماكان.
الآن يجب أن يستمر تعاون LHCbالتحقق من نتائجهم من خلال جمع وتحليل المزيد من البيانات لمعرفة ما إذا كان لا يزال هناك دليل على بعض الظواهر الجديدة. من المتوقع أن تبدأ تجربة LHCb في جمع بيانات جديدة العام المقبل بعد ترقية الكاشف.
قراءة المزيد
ابتكر الفيزيائيون نظيرًا للثقب الأسود وأكدوا نظرية هوكينغ. إلى أين تقود؟
اكتشف العلماء جسيم Odderon الأسطوري
الظاهرة الطبيعية الأكثر غموضا. من أين يأتي البرق الكروي وكيف يكون خطيرًا؟
ب-كوارك - كوارك له شحنة −⅓ e ، ينتمي إلىالجيل الثالث. إنه عضو أخف من الجيل الثالث من الكوارك الضعيف المزدوج ، والذي يتضمن أيضًا تي كوارك أثقل بكثير. كتلته 4.2-4.7 جيجا إلكترون فولت ، أي ما يقرب من 5 مرات أثقل من النوكليون. يبلغ عمر ب-كوارك حوالي 10 ميكرون.
LHCb هو الأصغر بين الأربعةأجهزة الكشف في مصادم LHC في المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية CERN في جنيف. أجريت التجربة لدراسة عدم تناسق المادة والمادة المضادة في تفاعلات ب-كوارك.