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W玻色子严峻“超重”,带来的风云还在持续。
这项被誉为是“十年来最重磅物理学发现”的研讨,关于物理学界正是“病笃病中惊坐起,还能发现新物理”[9]。
若验证为真,将使得根底物理学理论被从头改写。
但假如无法验证呢?
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是的,现在已有不少物理学家表明:
究其原因,仍是
因而,费米试验室的研讨人员能够说是使用了十年前的“过期”数据完成了这项试验。
在这种情况下,假如终究得到的颠覆性的试验效果仅仅源于设备的某个毛病,也难以再次复查和验证——
别觉得这样的质疑无厘头,2011年时,来自意大利的OPERA试验组就有过相同颠覆性的试验效果:中微子速度逾越真空中的光速。
然而在近一年的详尽排查后,才发现这一效果其实是由一个光纤接口不结实导致的。
那么这次松动的到底是物理学的大厦,仍是费米试验室设备的光纤接口,也只能静待更多的验证了。
这亚博全站首页次,咱们从用于那台产出重要试验数据的设备来看这项引爆物理学界的试验。
便是这台1970年12月发动,坐落芝加哥的美国费米国家试验室的
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△两个圆环都是Tevatron加快器的组成部分
Tevatron加快器周长6千米,曾经是世界上最强的加快器。
它的主要功能,便是将正反质子加快,使得正反质子分别在圆环形真空轨道内顺时针和逆时针运动,在对撞点处受磁场操控偏向后对撞。
其上还搭载了一个复合粒子勘探器(CDF)。
正反质子对撞后,会发生新的粒子飞出,并发生一条条径迹。
这时,CDF内不同的层就会丈量不同类型粒子的动量、能量及其散布:
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Tevatron加快器最著名的效果,便是在1995年发现了粒子物理学规范模型猜测的终究一个根本费米子:顶夸克。
不过,跟着愈加强壮的对撞机LHC的呈现,Tevatron加快器只活泼到了2011年,便因缺少经费被封闭,并在随后的几年中逐步被拆除了。
从2001年到2011年,Tevatron对撞机发生了大约500万亿次磕碰,费米试验室的科学家亚博全站首页们就对这些数据进行剖析,并提取出了大约
而从那时起到现在的十余年里,研讨人员没有取得任何新的试验数据。
但在十年内,他们成功将Tevatron对撞机发生的粒子的轨道分辨率从150微米提高到了30微米,一起又从数据中提取了300万个W玻色子。
关于收集到的对撞产品的能量、动量的散布,研讨人员对数据进行明晰之后,得到了其散布的峰值:
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这些散布都被用来丈量W玻色子的质量。
终究,费米试验室团队完成了有史以来人类对W玻色子质量最准确的丈量——准确度到达了117ppm(ppm表明每百万分之一)。
这一效果,就似乎向物理学界投入了一颗重磅炸弹。
于是乎,与之相关的评论也随之热了起来。
单是在
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第一种“声响”,是经过其它试验来给CDF的丈量做佐证。
关于一些物理学家来说,W玻色子质量的反常,正好能上一年发现的μ子磁矩反常联系起来。
其时科学家发现μ子磁矩也和规范模型对立,而W玻色子的试验效果,能够用来解说μ子磁矩反常的问题。
比方一项来自美国
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而这项研讨以为CDF的丈量效果,等于是用一个反常解说了另一个反常。
还有人提出了新的核算W玻色子的模型。
和
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研讨人员将核算效果使用到了几个规范模型的扩展,效果以为:
但与此一起,物理圈里也有不一样亚博全站手机网页版的声响。
例如来自复旦、中科院的研讨,便根据CDF丈量效果,在各种结构和假设下进行电弱大局拟合。
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不过在论文的终究,研讨人员仍是表明:
与此一起,面临研讨引发的“新物理学”的说法,也有愈加尖锐的声响——
宣告这个观念的,是来自德国美因茨大学的Matthias Schott教授。
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他也是从2012年开端研讨W玻色子质量,他以为这项测验是一件十分困难的工作。
而当他看完Science宣告的这篇论文后点评道:
对此,Matthias Schott教授还新建了一张图表,能够看到,此次7σ的效果与此前的丈量效果彻底不重合,确为一个孤证。
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△ CDF与其它W玻色子质量丈量的比较,违背7σ是个孤例
而在费米试验室的论文也说到了一点:
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大致意思便是,这次试验并不是独立丈量,是有依赖于现有模型;假如未来有理论模型更新,可能会影响丈量效果。
除此之外,关于“Tevatron加快器在2011年就封闭”这个点,也有声响以为是潜在要素之一。
正如刚开端咱们说到的,此前在勘探中微子振动的OPERA试验组,就宣告过其所测中微子速度逾越了真空中的光速。
但效果却是,试验组发现这是由一个光纤接口不结实导致的。
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无独有偶,Matthias Schott教授也曾说到过由于设备而发生的趣闻。
在他和团队经过ATLAS勘探器丈量W波色子质量过程中,有很长一段时刻对数据中的特征无法做出解说。
终究他们的发现是ATLAS勘探器由于本身分量到达7000吨,跟着时刻的推移而变形形成的。
而至于费米试验室此次丈量的效果是否会真的引发“新物理学”,答案还需交给时刻和未来的开展。
不过正如Matthias Schott教授,有一点是值得必定的:
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[1]https://www.science.org/content/article/mass-rare-particle-may-conflict-standard-model-signaling-new-physics