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沐鸣平台登陆线路行为不当的介子可能暗示着新粒子的存在

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一种鲜为人知的粒子被称为kaon,它可能会成为人们关注的焦点。
 
在日本粒子加速器进行的一项实验中,沐鸣平台登陆线路这些奇异的亚原子粒子出人意料的行为引起了人们的注意。根据KOTO的实验,罕见的kaon衰变似乎比预期发生得更频繁。如果这一结果经得起进一步的检验,它可能会暗示出一些前所未见的粒子,从而推翻粒子物理学家的统治理论——标准模型。
 
康奈尔大学的尤瓦尔·格罗斯曼说,KOTO的结果仍有可能被推翻。但是“有一种非常令人兴奋的可能性,那就是他们会看到一些全新的东西。”
 
标准模型描述了支撑宇宙的粒子和力。但是仍然有一些谜题需要解决,比如为什么宇宙中物质比反物质多(SN: 11/25/19)。因此,物理学家们千方百计地试图验证这一理论。一个需要仔细研究的领域是非常罕见的kaons衰变。标准模型精确地预测了这些衰变的罕见程度,位于东海的日本质子加速器研究中心的KOTO就是为了验证这一预测而建立的。
 
根据标准模型,在几年的数据中,KOTO平均只能看到一小部分衰减。但去年9月,在意大利佩鲁贾召开的Kaon物理学国际会议上,KOTO的研究人员初步报告了四种可能的衰变。
 
“这确实令人毛骨悚然,”KOTO的联合发言人、芝加哥大学的物理学家邱华说。但是,粒子物理实验因能模拟真实粒子的假信号而臭名昭著(SN: 8/5/16)。华说,在声称这些衰变是真实的之前,还必须做进一步的研究。
 
这并没有阻止物理学家们思考其中的含义。已经有许多科学论文对这种异常现象提出了解释。
 
KOTO正在寻找一种特殊的把kaon衰变成其他三种粒子的方法。其中一个粒子,一个介子,产生KOTO探测到的光。另外两个,一个中微子和一个反中微子,在探测器上运行时没有任何信号。这意味着KOTO正在寻找一个特定的特征:一只蝎子,其他什么都没有。对这四种衰变的一种可能解释是,介子可能衰变为介子,加上一种像中微子一样不会留下痕迹的新粒子。这种情况将重现KOTO正在寻找的单蝎子特征,并且可能会更频繁地发生,从而解释额外的衰变。
 
但这里有个问题。KOTO研究不带电荷的介子,但其他研究带电介子的实验没有发现异常。这种差异很难解释:如果新粒子真的存在,沐鸣平台登陆线路它应该会出现在两种类型的介子上。
 
物理学家Teppei Kitahara和他的同事们在《物理评论快报》上发表了一篇论文。例如,不同大小的kaon实验可能是答案的一部分。日本名古屋大学的Kitahara说:“KOTO只有几米长,和其他的加恩实验比起来非常小。”“这意味着不稳定的新粒子很容易从探测器中逃逸。”
 
在更大的探测器中,粒子更难以逃逸而不被观测到。新粒子可能会衰变为其他可以被发现的粒子,这样衰变介子的单介子特征就不会重现。这可以解释为什么KOTO看到了过量的衰变,而其他的实验却没有。
 
问题不仅出现在粒子从实验室设备逃逸的可能性上,也出现在可能产生新粒子的爆炸恒星或超新星上。如果这些粒子逃离超新星,它们将携带能量。但是,位于圣路易斯的华盛顿大学的物理学家Bhupal Dev和他的同事们11月27日在arXiv.org上报告说,这种能量损失会打乱超新星已知的能量预算,从而对kaon衰变做出一些站不住的解释。因此戴夫和他的同事们提出了一种粒子,这种粒子通过与其他粒子的相互作用而被困在超新星内部。
 
科学家们也在考虑与其他物理难题的潜在联系。例如,实验测量结果与被称为介子的类电子粒子的磁性能预测结果不符(SN: 9/19/18)。“如果你想解释这一点……你需要一个超越标准模型的模型,”物理学家王小平(音)说。1月17日,她和同事们在arXiv.org上报告说,他们已经提出了一种假设的粒子,可以同时解释介子之谜和意料之外的介子衰变。
 
虽然格罗斯曼怀疑KOTO的结果是否站得住脚,但他承认,在内心深处,沐鸣平台登陆线路他希望这是真的。“当你去一个完全没有探索过的领域时,你总是要准备好迎接惊喜。”