物理學家探測到罕見粒子衰變 或顛覆超對稱理論

　　粒子物理學中的標準模型

　　一個Bs介子衰變成為兩個μ介子，這種現(xiàn)象極其罕見

　　新浪奇聞快遞北京時間11月14日消息，據(jù)英國廣播公司(BBC)報道，物理學家們近期探測到了自然界中最罕見的粒子衰變現(xiàn)象之一。這項發(fā)現(xiàn)對于現(xiàn)行的物理學理論，即超對稱理論將是一項重大打擊。

　　超對稱理論之所以獲得流行，是因為它很好地構(gòu)成了對現(xiàn)有描述亞原子粒子性質(zhì)的標準模型的修正。它可以解釋標準模型中存在的一些缺陷。而近日在日本京都舉行的強子對撞機物理學會議上研究人員們報告的一項發(fā)現(xiàn)和超對稱理論的諸多最可能的模型不符，研究人員們將于近期發(fā)表有關(guān)這一結(jié)果的論文。

　　克里斯·帕克斯(Chris Parkes)教授是英國參與大型強子對撞機項目部分的發(fā)言人，他告訴BBC新聞稱：“超對稱理論或許還不至于立即死掉，然而近期的這項觀測結(jié)果確實足以讓它進醫(yī)院了。”

　　超對稱理論預(yù)言現(xiàn)在已經(jīng)被探測到的這些粒子都還存在著質(zhì)量更大的版本。如果這些粒子能夠被找到，那么它將可以幫助解釋諸如暗物質(zhì)等一些現(xiàn)象。觀察顯示星系邊緣部分的旋轉(zhuǎn)速度太快了，是無法用星系中我們見到的這些物質(zhì)的量去解釋的，因此科學家們認為是暗物質(zhì)提供了額外的引力作用。然而他們找不到暗物質(zhì)存在的蹤跡，他們認為超對稱粒子可能就是構(gòu)成暗物質(zhì)的一種可能候選者

然而大型強子對撞機項目的研究人員們這次則是扎扎實實地給了對于希望發(fā)現(xiàn)這類超對稱粒子的人們一個沉重打擊。

　　研究人員測量了一種被稱為“Bs介子”的粒子衰變成為兩個μ介子的過程。這是人們首次觀察到這種現(xiàn)象。事實上研究人員們計算指出這種粒子每10億年才會發(fā)生3次這種衰變。

　　假如超對稱粒子存在，那么這種衰變的發(fā)生應(yīng)該要頻繁得多。這項實驗是檢驗超對稱理論的試金石之一，然而這項觀察結(jié)果似乎暗示，這一物理學界的主流理論事實上可能是錯誤的。

　　這項實驗結(jié)果的置信區(qū)間是3.5Σ，這意味著其中存在著1/4300的可能性這一結(jié)果是錯誤的，實驗小組觀察到的是假信號，也就是說衰變并沒有發(fā)生，但是他們恰好在數(shù)據(jù)中看到了一個同樣的信號。這一置信度讓這項研究結(jié)果值得進行進一步的探討，而一旦置信度達到或超過5Σ，那么此時就可以將這一結(jié)果作為一項發(fā)現(xiàn)予以發(fā)布。

　　凡·吉布森(Val Gibson)教授來自英國劍橋大學的LHCb小組，他說這項實驗結(jié)果讓他身邊研究超對稱理論的同事們“坐立不安”。

　　事實上如果遵循標準模型，是可以自然地推知這項結(jié)果的。之前便已經(jīng)有物理學家指出，如果存在超對稱粒子，那么項目進行到這個時候，大型強子對撞機上的探測器應(yīng)該已經(jīng)探測到了，但事實是并沒有探測到這樣的粒子。

　　而如果超對稱理論并非暗物質(zhì)的最終答案，那么理論物理學家們將不得不重新尋找替代方案來解釋現(xiàn)有標準模型中的不足之處。而到目前為止，那些致力于尋找“新物理”的研究人員們都前前后后的鉆進了死胡同。

　　英國劍橋大學的物理學家馬克-奧利弗·巴特勒(Marc-Olivier Bettler)博士是此次實驗項目的數(shù)據(jù)分析組成員，他表示：“如果新的物理學存在，那么它一定就隱藏在標準模型的身后。”

　　此次研究結(jié)果并不能徹底排除超對稱粒子存在的可能性。不過按照帕克斯教授的看法，“這一新的物理學的躲藏之處正變得越來越少”。

　　然而超對稱理論的支持者們，如倫敦國王學院的約翰·艾里斯(John Ellis)教授，他們認為這項觀察結(jié)果“事實上是符合超對稱理論的”。他說：“事實上，在一些超對稱模型中這是預(yù)料之中的。對于這樣的探測結(jié)果，我晚上可沒有因此睡不著覺。”