物理學家:對輕子夸克的數量設定了新的界限

2021-01-15 量子認知

在最基本的層面上，物質由兩種類型的粒子組成：輕子（例如電子）和夸克，它們結合形成質子、中子和其它複合粒子。在粒子物理學的標準模型下，輕子和夸克都可以分為三代。但是，一些擴展標準模型的理論預測，存在稱為「輕子夸克」（leptoquarks）的新粒子，該粒子將通過相互相互作用來使夸克和輕子統一。

CMS合作組織在一份新論文中報告了其最新結果，該結果將與第三代夸克和輕子（頂部和底部夸克，tau輕子和tau中微子）相互作用。這樣的第三代輕子夸克可能是解釋與標準模型產生的一系列張力的一種解釋，這種張力在稱為B介子的粒子的某些轉變中已經看到，但尚未得到證實。因此，還有其他原因來尋找這些假想的粒子。

研究人員在大型強子對撞機（LHC）產生的質子與質子碰撞的數據樣本中尋找第三代夸克，能量為13 TeV，並在CMS實驗中記錄了該現象。

研究人員沒有發現任何跡象表明此類輕子夸克是在碰撞中產生的。然而，他們能夠設定質量的下限：他們發現這類輕子夸克的質量至少需要達到0.98–1.73 TeV，這取決於它們的固有自旋以及與夸克和輕質子相互作用的強度。這些界限是第三代輕子夸克中最嚴格的界限，它們使輕子夸克質量範圍的一部分可以解釋B介子異常被排除在外。

參考：Search for singly and pair-produced leptoquarks coupling to third-generation fermions in proton-proton collisions at s√=s= 13 TeV. arXiv:2012.04178v1 [hep-ex]arxiv.org/abs/2012.04178

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