科學家已經發現了極稀有的頂夸克(構成質子和中子的的粒子之一)的形成進程,並且這個進程好像與規範模型(Standard Model)的描繪相符——這個自二十世紀七十年代建立起的尚不完好的模型以爲,亞原子粒子是世界的產品。

  可是這個新發現並未消除用其他物理理論來解說暗物質和暗能量的可能性,反而在提示科學家們到另外當地去搜索那些不知道物理現象的頭緒。

  粒子加快

  質子和中子是由微粒夸克構成的,夸克具有不一樣的“味”(上、下、魅、奇、底及頂)。這些夸克被另一種粒子——膠子綁縛在一起,形成質子、中子及其他強子。

  1995年,科學家與巴達維亞的費米國立加快器試驗室發現了頂夸克,它是當前已知的最重的亞原子粒子。巴黎大學的研討室主任、這項新發現的發言人Gregorio Bernardi說,頂夸克的質量是質子的170倍,乃至希格斯玻色子與之比較都相形見絀,要知道物理界一向以爲希格斯玻色子是賦予其他粒子質量的存在。

  規範模型關於頂夸克的發作做了數種不一樣的預言。除了其中一種,其他預言都已被科學家們證明了。

  湮滅進程

  剩餘的那個是一個“相當稀有的進程,會有一個夸克和一個反夸克一起湮滅”,Bernardi說,不管何時物質和反物質相觸都會發作湮滅。

  全部湮滅進程僅僅轉瞬間的事,埋沒以後會生出一個W玻色子,它是傳遞弱相互效果的前言粒子。W玻色子會敏捷衰變,生成一個頂夸克和一個底夸克。

  意大利國立核子物理研討所的物理學家LucianoRistori說,這兩個夸克會衰變出成堆粒子,一粒電子或是一個μ介子和一箇中微子,那是一種很少與物質發作效果的鬼魂粒子。

 

  可是W玻色子比頂夸克輕多了,爲了將輕盈的W玻色子衰成爲更重的粒子,這個進程需求超乎想象力的無窮能量,所以這個進程十分稀有。

  捕捉粒子

  爲了找出這個進程,自2001年到2011年,科學家們在費米試驗室中以兆電子伏特加快器用500萬億質子和反質子進行了兩次對撞試驗。然後,他們找出依據終於證明了頂夸克是經過弱相互效果發作的。

  那兩次試驗將一束質子和反質子撞成了另一種粒子。因爲頂夸克不見得極快,科學家們需求憑藉厚重的鐵、鉛或鈾探測器和電磁場,捕捉反響生成的那些粒子,以此來證明頂夸克的存在。Ristori說,儘管中微子無法立刻檢查出來,可是可以經過反響中缺失的能量對中微子進行覈算。

  Ristori還說,依據試驗中這些物質的檢查頻率,該新研討證明了規範模型關於頂夸克性質的猜測是精確的。他對LiveScience的記者說:“發現這個的概率低於百萬分之一,咱們僅僅有幸遇到了一系列的偶然。”

  儘管這個成果十分驚人,可是這個發現一起也意味着一旦涉及到規範模型以外的物理領域,科學家們就近乎在全黑當中探索。規範模型並不適用於地理學上的暗物質和能量觀察。

 

  Ristori表明:“現在最大的物理謎題在於暗物質和暗能量,咱們有必要想方設法的對此進行解說,可是當前,咱們還毫無發展。”

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