据该实验的参与者之一俄罗斯国立核研究大学基本粒子物理学教研室工程师迪米特里·克拉斯诺别夫切夫称,所记录的这一现象是非常罕见的物理过程,在20世纪60年代时的理论对此已有预测,然而现在这一发现成为了这一所谓标准模型的另一个证明。
迪米特里·克拉斯诺别夫切夫解释说:"对类似带有关联光子的Z-玻色子诞生这样罕见物理过程的研究是高精度检验理论的重要工具。目前,我们的团队没有发现与理论预测值上的任何偏差,也就是说,我们再一次证明了标准模型。"
科学家们在研究带有一个或者两个关联光子的Z-玻色子诞生过程时对物理过程的概率以及所记录例子运动参数是通过前所未有的精度进行的测量。
"提高精度是检验所预测标准模型的重要一点。在我们的研究中,我们对可能间接出现在研究过程中的其他理论进行了限制。所建立的这种限制程序可以用简单的一句话来进行描述,就是"如果这里会出现什么,我们就会看到它",然而目前一切都与标准模型相符,所以我们只能设置限制,也因此我们还不能看到什么",该研究员说到。
1983年欧洲核子研究中心发现了被认为是四大基本相互作用之一弱相互作用(其他三个基本相互作用为:引力相互作用,电磁相互作用,强相互作用)的载体,也就是所谓的中间玻色子W±与Z。 W-玻色子与Z-玻色子必须在碰撞能量为540 GeV时通过质子与反质子的碰撞而诞生。由于中间玻色子的存活时间总共只有3Х10-25,所以只能根据其衰变产物记录它们的诞生。
1982年,科学家们在30天的实验中通过10亿次质子-反质子的碰撞只成功记录到6W玻色子。在1983年紧接着的实验中发现了几十字W-玻色子的诞生与衰变。此外还首次发现了13次Z-玻色子的诞生与衰变。卡洛·卢比亚与范德梅尔因这一成就而获得了1984年的诺贝尔物理学奖。
标准模型 是一套向人类描述已知相互作用及粒子的一般理论。现代物理学的一个重要任务就是对其真实性进行实验检验。目前科学家还未发现与这套理论预测有偏差,但是一些测量包含了很大的错误,而另一些测量是非常罕见的,所以可能还一直无法检测到一些现象,其中包括超越标准模型之外的。
俄罗斯国立核研究大学研究员指出,对三玻色子诞生(Z-玻色子和两个光子)过程的研究表明,大型强子对撞机中能量与累计光度将使得科学家们开始研究最罕见的过程并通过最精确的测量对标准模型的预测进行研究。
参与这项工作的科学家们分别来自俄罗斯国立核研究大学,美国能源部阿贡国家实验室,美国杜克大学及美国南卫理公会大学。
欧洲核子研究中心的物理学家捕捉到带有两个光子的Z-玻色子
2016年7月4日, 19:39 (更新: 2021年12月21日, 16:25)
© Sputnik / Yulia Kozlova欧洲核子研究中心
© Sputnik / Yulia Kozlova
关注
由俄罗斯国立核研究大学科学家等组成的国际物理学家团队历史上首次在欧洲核子研究中心大型强子对撞机ATLAS探测器上记录了带有两个关联光子的Z-玻色子的诞生,随即玻色子衰变成电子,μ介子或者中微子。
© Sputnik / Yulia Kozlova 欧洲核子研究中心
欧洲核子研究中心
© Sputnik / Yulia Kozlova