素粒子物理学の標準模型は、bクォークは等しく崩壊すると予測しています
インペリアルカレッジロンドンの物理学者とブリストル大学とケンブリッジ大学はデータを分析して、科学技術評議会からの財政的支援を受けてこの結果を生み出しました。結果は本日、モリオン電弱物理学会議で発表され、プレプリントとして公開されました。
標準モデル外
標準模型 は、現在、素粒子物理学の最良の 理論であり、 問題は 、標準模型ではそれができない ことです現代物理学の最も 深い謎のいくつかを、構成 するものを含め て説明します暗黒物質、そして 宇宙の 物質と 反物質の不均衡。
したがって、研究者たちは、標準模型で予想されるものとは異なる振る舞いをする粒子を探しました。目標は、これらの謎のいくつかを説明することです。
「最初に実験結果を見たとき、心臓の鼓動が少し速くなりました」と彼は言います インペリアル・カレッジ・ロンドンの物理学科のミテシュ・パテル博士—もちろん、これが本当にしかし、これらの結果は、私が20年間で成し遂げた中で最もエキサイティングなことですこの辺りで」
自然のビルディングブロック
物理学者が言う結果は、CERNの大型ハドロン衝突型加速器（LHC）にある4つの巨大粒子検出器の1つであるLHCb実験から得られたものです。
LHC-世界で最大かつ最も強力粒子衝突型加速器-素粒子を互いに衝突させる前に、光速近くまで加速します。これらの衝突は、物理学者が自然の基本的な構成要素をよりよく理解するために記録および研究する新しい粒子のバーストを生成します。
新しい次元は法律に挑戦します自然。電子とその重い対応物であるミューオンを同じように扱いますが、質量が異なるために小さな違いがあります。標準模型によれば、ミューオンと電子はすべての力と同じように相互作用するため、LHCbで作成されたbクォークは電子と同じくらい頻繁にミューオンに崩壊するはずです。
LHCbでは、電子と陽電子の関与による美しい中間子の非常にまれな崩壊が観察されます。クレジット：インペリアルカレッジロンドン。
しかし、新しい測定では、減衰はさまざまな速度で発生することが示唆されています。これは、以前は見られなかった粒子がスケールをミューオンから遠ざけることを示している可能性があります。
「実験の結果は興味深いことを示しています。これは、科学で知られているものとはまったく異なる「働き」をする新しい基本的な粒子または力のヒントである、とダニエル・モイーズ博士は説明します。 「さらなる測定によって確認されれば、これは最も基本的なレベルでの自然の理解に重大な影響を与えることになるでしょう。」
オープニングゴールドスタンダード
素粒子物理学では、ゴールドスタンダード発見は5つの標準偏差です。つまり、結果がランダムになる確率は350万分の1です。新しい結果は、これまでのところ3つの偏差です。測定値が統計的な一致である可能性があり、1000分の1です。したがって、確固たる結論を出すには時期尚早です。
「新しい、異なる粒子が存在する必要があります。私たちの現在の宇宙の理解は多くの点で真実ではありません。結果の確認を待つ必要がありますが、いつの日かこれを物理学のターニングポイントとして振り返ることができることを願っています」とマイケル・マッキャン博士は締めくくります。
今、LHCbコラボレーションは継続しなければなりませんより多くのデータを照合および分析して結果をチェックし、いくつかの新しい現象の証拠がまだあるかどうかを確認します。 LHCb実験は、検出器をアップグレードした後、来年から新しいデータの収集を開始する予定です。
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b-クォーク-電荷が-⅓eのクォークで、第三世代。これは、はるかに重いtクォークも含む第3世代の弱いクォークダブレットの軽いメンバーです。質量は4.2-4.7GeVで、核子のほぼ5倍の重さです。 bクォークの寿命は約10⁻¹²秒です。
LHCbは4つのメジャーの中で最小ですジュネーブの核研究CERNのためのヨーロッパの組織のLHC衝突型加速器の検出器。実験は、b-クォーク相互作用における物質と反物質の非対称性を調査するために実行されます。