這個粒子神秘地分解,我們無法用現有物理學來解釋

2021-01-11 萬象經驗

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科學家們提出了一種新的亞原子粒子來解釋另一種粒子的神秘衰變。介子粒子是一個特例,由一個夸克和一個反夸克組成。它們都是被稱為強子的整個家族的一部分。當k介子粒子衰變時,極少數會發生令科學家困惑的變化。它能被現有的物理學解釋嗎?

許多介子被發現是因為它們本身是其他物質衰變的結果,反過來,它們衰變成不同的粒子,比如質子和中微子。每個介子都有一組可能的衰變結果,而科學家直到最近才開始全面研究和探索這些可能性。由於科學家們一直在發明和改進更好的觀測工具,我們生活在一個發現介子衰變結果的非常特殊的黃金時代。

如果這個k介子衰變被證實,它代表了一些新的物理學。衰變的形式可能表明一種新的粒子,或者一種新的物理力在起作用,使這種新的衰變發生。「新物理學」聽起來既可怕又古怪,這取決於你的觀點,但在目前觀察量子現象和亞原子粒子的爆炸性時代,研究人員常常想知道他們所看到的是否代表了以前從未聽說過的東西。

「介子」有幾種常見的衰變方式,但這篇論文中提到的一種非常罕見,以至於科學家們在此之前都不確定它是否存在。他們的模型預測,在他們的樣本中,這種衰退的實例不到四分之一,這是一筆名副其實的財富。看到這麼多實例意味著什麼?

如果得到證實,這就需要超越標準模型的物理學來增強信號。我們研究了各種新的物理解釋的結果,包括:(1)新的物理促進標準模型信號;(2)一個新的輕的長壽命粒子;(3)重新解釋整個信號是在固定目標處產生一個新的輕的長壽命粒子。

換句話說,「僥倖」測量的高數量本身就是一個信號,表明某種不尋常的事情正在發生,現在科學家們想要理解並解釋為什麼會發生這種事情。結果可能是「噪音」,或者僅僅是幹擾或測量誤差。我們測量亞原子粒子的儀器通常使用的是次級信息,比如物體投射的陰影或者物體反射光的方式,而不是物體本身。

由於在發揮作用的極端微小,這些次級數據可能是不確定的。這就是為什麼這個研究小組的下一步是嘗試明確地排除噪音。研究人員解釋道,即使是這樣的噪音水平(如果是這樣的話)也會很瘋狂。在這種情況下,人們對噪音的期望非常低,因此即使是一個事件或觀察也非常驚人。

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