意外的玻色子测量威胁到物理学的标准模型

经过十年的精确测量，科学家们周四宣布，基本粒子 – W 玻色子 它的质量比理论大得多，这动摇了我们对宇宙如何运作的理解的基础。

这些基础是基于 标准格式 在粒子物理学中，它是科学家描述宇宙基本组成部分以及控制它们的力量的最佳理论。

W玻色子支配着所谓的弱力，其中之一 四种基本力量 自然，因此是标准模型的支柱。

但是新的搜索 张贴在 知道 他说，对 W Boson 所做的更准确的测量直接与模型的预测相矛盾。

领导这项研究的杜克大学物理学家 Ashutosh Kotwal 告诉法新社，这一结果花费了 400 多名科学家在 10 年内从“大约 450 万亿次碰撞的数据集中”检查了 400 万个候选玻色子。

这些碰撞 – 通过以令人眼花缭乱的速度将粒子粉碎在一起进行研究 – 是由 Tevatron 对撞机 在美国伊利诺伊州。

粒子加速器是世界上最强大的，直到 2009 年被它取代 大型强子对撞机 靠近以观察闻名的日内瓦 希格斯玻色子 几年后。

Tevatron 于 2011 年停止工作，但费米实验室对撞机探测器 (CDF) 的科学家从那时起一直在计算这些数字。

显示标准模型的基本粒子的图表。 （科学警报）

模型中的“裂缝”

在大型强子对撞机工作的剑桥大学粒子物理学家哈里·克里夫说，标准模型“可能是有史以来最成功的科学理论”。

“它可以做出非常准确的预测，”他说。 但如果这些预测被证明是错误的，那么不仅可以修改模型。

克里夫告诉法新社：“这就像一所纸牌屋，你抽出这么多，一切都分崩离析。”

标准模型并非没有问题。

例如，不考虑 暗物质与 暗能量 它被认为构成了宇宙的 95%。 它还说，宇宙一开始并不一定存在，因为 大爆炸 它应该自灭。

此外，物理学家在随附的一份报告中说，“最近在模型中发现了一些裂缝” 知道 文章 – 商品。

“在标准模型中缺失部分的线索框架中，我们提供了另一个非常重要且有些实质性的证据，”科特瓦尔说。

“这要么是一项重大发现，要么是数据分析中的一个问题，”法国 CNRS 研究所的物理学家兼研究主任让·斯塔克说，他预计“未来几年将展开激烈的讨论”。

“非同寻常的指控需要非同寻常的证据，”他告诉法新社。

“大事”

CDF 科学家表示，他们确定 W 玻色子质量的准确度为 0.01%，是之前努力准确度的两倍。

他们把它比作一只重 350 公斤（800 磅）和 40 克（1.5 盎司）的大猩猩。

他们发现玻色子与标准模型的预测相差七个标准差，也称为西格玛。

克里夫说，如果你掷硬币，“靠运气获得五西格码结果的机会是百万分之一半。”

他说：“如果这是真的，而不是系统性偏差或对计算方式的误解，这将是一件大事，因为这意味着我们的宇宙中有一个新的、基本的组成部分是我们以前从未发现的。” .

“但是，如果你要说一些像我们打破粒子物理学标准模型一样大的东西，并且有新的粒子有待发现，让人们相信你可能需要从不止一次的实验中进行不止一次的测量。”

CDF 发言人大卫图帕克说：“现在由理论物理学界和其他实验来跟进并揭开这个谜团。”

经过十年的测量，Kotwal 还没有完成。

“我们顺着线索，不遗余力地不翻过来，所以我们会找出这意味着什么。”

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