在最小的尺度上,宇宙中的一切都可以分解为称为粒子的基本焦点。这 标准模型 of particle physics—这些摩尔斯的统治理论—描述了一小部分已知物种,以无数方式结合在一起,以建立我们周围的事情并携带自然力量。但物理学家知道这些粒子不能全部—他们不考虑似乎贡献大量宇宙的暗物质或暗能’例如,S质量。现在,两个实验已经观察到以任何已知的物理法则预测的方式观察到颗粒不存在的行为,可能表明存在于标准动物园之外的一些新型粒子。结果尚未得到完全证实,但两种实验碰撞不同类型的颗粒的事实已经看到了类似的效果,并且这种行为的提示也在2012年在第三粒子撞机中出现,有许多物理学家动画。“It’s really bizarre,”在没有参与实验的加州技术研究所的理论家说,这是一个理论家。“差异很大,似乎是它’非常出现的脚踏实地。它’可能是我们最强大的,最持久的偏差’从标准模型看。”在标准模型中找到这种裂缝是令人兴奋的,因为它表明了扩展模型的潜在路径,超出当前已知的那些粒子。

眉毛的结果来自LHCB在瑞士的大型Hadron Collifer(LHC)的LHCB实验和日本高能量加速器研究组织(Kek)的Belle实验。与当颗粒(由底夸克和抗型)衰减的颗粒产生时,两者都观察到某些类型的leptons。 Leptons是一种包括电子的颗粒类别,以及它们的较重表兄弟和Taus。称为Lepton普遍性的标准模型原则表明,所有Leptons都应被弱互动,负责放射性衰变的基本力量相等。但是当实验观察到大量B偏振子衰减时,其最终产品中应该产生相等数量的电子,μONs和Taus(在考虑不同的颗粒之后),衰减实际上变得更加Taus。

原子粉碎

LHC用质子碰撞质子,而Belle Accelerator将电子粉碎为其反物质对手,正弦。然而,两种类型的碰撞有时会导致B偏振子,允许当不稳定的迈克斯衰减时每个允许每次测量最终产品。在9月11日发表的论文中 物理评论信,LHCB团队宣布,他们已经观察到潜在过量的Taus大约比标准模型预测的频率大的25%到30%。贝尔看到了类似但不太明显的,效果,在审查的文件中报告的数据中 物理评论D.。两支球队在5月份在风味物理学中分享了他们的调查结果&日本名古屋的CP违规2015年会议。

有趣的是,两个结果也同意早期的结果 2012 (并扩大了 2013Babar实验在加利福尼亚州Menlo Park的SLAC国家加速器实验室进行。“自身既不是Belle结果,LHCB结果都没有从标准模型中显着下降,”Belle Team Measure of Hawaii大学汤姆·伯德·伯利人,他也是其继承人项目的发言人,Belle II。“与塔尔一起,我们可以制作一个‘world average’(结合所有结果),从标准模型中为3.9 sigma。”西格玛是指标准偏差—统计测量分歧—和宣布发现的物理学家之间的通常门槛是五西格玛。虽然3.9 Sigma差异并不完全击中标记,但它表明这种效果随机发生的可能性仅为0.011%。“现在我们有三种暗示,但尚未结论的暗示极为有趣的效果,”劳伦斯伯克利国家实验室的理论Zoltan Ligeti说,他没有参与实验。“我们应该在几年内明确了解答案”实验收集更多数据。

如果差异是真实的,而不是统计侥幸,那么研究人员将面临挑战,以弄清楚它的意思。 “这种效果真的不是那种大多数物理学家都预期的那种,” Ligeti says. “在最受欢迎的车型中不易容易。在那种意义上,这很令人惊讶。”

例如,所谓的宠儿“new physics,”或超越标准模型,想法—supersymmetry—通常不会预测这样的效果。超对称定位一系列未被发现的颗粒以镜像已经已知的颗粒。然而,其预测的粒子都没有容易产生这种侵犯Lepton普遍性的行为。“I don’T Thin the此时我们可以说这指向超对称,”马里兰大学的物理学家哈桑·朱赫里斯表示,哈桑·朱尔基和LHCB合作成员,“but it doesn’T必须违反超比。”

然而,如果信号是真实的,那么某种新的粒子可能涉及。在所有B偏森衰减中,一次性较重“virtual”创建粒子,然后快速消失—量子力学允许的奇怪现象。在标准模型中,这种虚拟粒子始终是W玻色子(携带弱力的粒子),其与所有Leptons相互作用。但是如果虚拟粒子与每个Lepton相互作用的东西不同,那么根据其质量,那么在末端可以创建更多的Taus,因为Taus是最重的leptons(因此可能与虚拟粒子更强烈地交互)。

新的higgs或leptoquark?

虚拟粒子的一个潜在吸引人的候选人是一种新型的HGGS玻色子,其比粒子更重 在2012年发现了很多粉丝 在LHC。已知的Higgs玻色子被认为是给予所有其他颗粒的质量。除了比这种已知的粒子重的重物外,新的HIGG将具有其他不同的品质—例如,为了影响B MESON衰减,它必须具有电磁电荷,其中已知的HGGS没有。“到目前为止,我们发现的一个人不是唯一一个负责为所有粒子产生质量的人,”Jawahery说。实际上,超对称预测了我们所知道的额外的HIGGS玻色子。然而,在模型的大多数制剂中,这些预测的HIGGS粒子不会像在实验中出现的那样大的差异。

另一种选择是一个叫做a的更加异落的假设粒子 leptoquark.—夸克和勒斯顿的综合,从未见过本质上。这种粒子也会与TAU和电子和电子更强烈地相互作用。“leptoquarks可以在某些类型的模型中自然出现,” Ligeti says. “但是没有理由希望他们尽可能低,就像解释这些数据所需的那样低质量。我认为大多数理论家现在不会考虑这些模型现在特别引人注目。”

事实上,所有的解释都可以想到到目前为止观察到所需的东西—并且不做很多人来解决物理学的任何较大突出问题,例如制造暗物质或暗能的问题。“There’这些模型没有任何好—they’只有熟食来解释这一事实,不要遇到其他事实的麻烦,” Wise says. “但只是因为理论家对此不舒服,自然会做什么性质。”

也有机会虽然苗条,但物理学家已经错误地计算了标准模型’S的预测,统治规则仍然适用。“It’s的标准模型计算不正确,但最近的计算没有透露那里的任何严重问题,”在加拿大维多利亚大学迈克尔·鲁尼,发言人对塔巴尔实验。“还可以想到,实验错过了一些更传统的解释,但LHCB和Babar的实验条件非常不同。在Babar中,我们一直在继续以不同的方式挖掘我们的数据,但效果仍然存在。”

物理学家乐于乐观的谜团将尽快对更多的数据进行整理。 4月份,LHC在更高的能量下开始碰撞,这对于LHCB转化为更多的B斯顿生产,并更多地寻找差异。与此同时,贝尔·贝尔计划升级的实验,并在2018年开始调整一个名为Belle II的改进的探测器。这两个实验最终都应该找到更多数据来确认效果,或者如果是统计侥幸,则会看到它脱毛。“如果它在那里,我们在未来十年内将在我们面前有一个巨大的计划,以更详细地研究它,” Jawahery says. “然后,我们希望知道它也意味着什么,而不仅仅是在那里。 ”