大型強子對撞機發現新型粒子 或為上帝粒子變種

新浪科技訊 北京時間12月18日消息，據國外媒體報導，大型強子對撞機（LHC）近日或發現了一種具有“石破天驚”意義的新型基本粒子。該粒子可能是希格斯玻色子的一大變種。這一發現一旦得到確認，將會改變我們對宇宙運作方式的理解。

作出這一發現時，物理學家在兩台LHC探測器收集的數據中發現了一些意料之外的能量激增現象。這些激增的能量高達750十億電子伏（GeV）。科學家認為，這一現象是超級高能質子相撞的結果。LHC的緊湊μ子線圈（CMS）和超導環場探測器（ATLAS）都檢測到了這一變化。

在這些能量水平上，科學家發現，當質子等質量較大的粒子相撞時，光子數量就會大幅增加。如果上述能量激增現象得到證實，就明質子碰撞會製造出新的粒子。科學家稱，這將有助於他們對用來解釋宇宙中粒子運作方式的“標準模型”做出修改。“我想，目前還沒有人認為這是一件板上釘釘的事，”研究人員之一、紐約大學的凱爾·克蘭默（Kyle Cranmer）道，“但如果這是真的，那就是一件石破天驚的大事了。”

一種理論認為，這種粒子是希格斯玻色子的一種質量更大的形式。另外一種理論則認為，該粒子為引力子。而一旦發現了引力子，我們便能證實新的時空維度的存在。法國物理學家亞當·法爾科夫斯基（Adam Falkowski）連續好幾天時間，在自己的推特上發表與本次研究結果有關的暗示。“該粒子最可能是某一大型結構的一小部分，可能與電弱對稱性破缺和標準模型的層級問題有關。”法爾科夫斯基寫道。“如果該信號真實存在的話，這可能就標志著粒子物理學的黃金時代的開始。”

但研究人員並沒有對此感覺特別興奮。美國知名科技博客Gizmodo指出，最可能的一種解釋是，這兩次獨立的實驗都發現了這一現象，只不過是出於巧合而已。

就在上個月，LHC剛剛打破了另一項記錄，讓專家得以對只有宇宙大爆炸后才存在的一種物質狀態進行研究。在這項研究中，LCH讓鉛離子在1045萬億電子伏特的能量下相撞，比此前該類型的任何一次實驗都高出兩倍之多。實驗中的溫度更是高達數萬億攝氏度。

歐洲核子研究組織的專家隨后展開了緊鑼密鼓的研究，對LHC進行了重新配置，從而有了本次突破性的發現。今年11月17日，專家讓一些重離子束相撞，並於幾天后宣佈它們進入了穩定狀態。“作為LCH豐富的研究項目的一部分，每年花上一個多月時間讓離子相撞是我們的一項傳統。” 歐洲核子研究組織的總幹事羅爾夫·赫爾（Rolf Heur）道。“但今年的情況比較特殊，因為我們的實驗能量比之前都高，而且研究的宇宙階段比此前都要早。”

在宇宙誕生伊始，物質都是以極熱、極稠密的狀態存在的。這些像湯一樣的混合物主要由夸克和膠子構成，而它們現在則是質子和中子的組成部分。“我們希望能用離子碰撞解決宇宙形成初期的一系列問題。而在LHC停工休整期間，我們為了這一目的，專門對其進行了設計和改進。”

“例如，我們很希望弄清能量的增加是如何影響粲偶素的形成的，並在統計學的幫助下對重夸克和‘噴射淬火’現象展開進一步了解。”

“我們正在通力合作，准備踏上新的發現之旅。”

通過增加鉛離子碰撞的能量，LHC生的夸克和膠子等離子體的數量和溫度也隨之增加。對這一材料的研究能夠讓科學家對生命的起源生新的理解。進一步的碰撞結果將由大型強子對撞機底夸克實驗（LHCb）予以記錄，且使用的數據將從四次大型LHC實驗中收集而來。“對於研究大型強子對撞機底夸克實驗中的未知因素來，這將是令人激動的一步。該實驗具有非常精確的粒子識別能力。” LHCb項目發言人蓋伊·威爾金森（Guy Wilkinson）道。

“我們的探測器能夠讓我們成功開展測量，並與LHC環線上其它研究所的合作伙伴的測量結果相互補充。”

今年5月，LHC將亞原子粒子相撞，創下了一項新的記錄。在這一世界上最大的粒子加速器升級換代了兩年多之后，它所能達到的能量是之前的兩倍還要多。這為它的巨型探測器涉足“新物理”領域創造了條件，如研究高級時空維度和暗物質等。(葉子)