底夸克衰变成电子和缪子频率不同再添佐证新的基本力有待发现

图为LCHb探测器。图片来源：英国剑桥大学官网

科技日报记者 刘霞

    据英国剑桥大学官网19日报道，该校科学家在最新研究中再次发现，底夸克衰变成电子和缪子的频率并不相同，这违背了粒子物理学标准模型，为我们发现新物理学提供了佐证。实际上，今年3月，欧洲核子研究中心的科学家也发现了类似现象。

　　粒子物理学标准模型描述了构成宇宙的所有已知粒子及其相互作用的力，但它并不完整。因为，它不包括重力，不能解释物质在大爆炸期间是如何产生的，也没有囊括可以解释神秘暗物质的粒子。因此，物理学家们一直在寻找超越标准模型的“蛛丝马迹”，试图揭示和破解一些谜团，其中的“主角”或是被称为底夸克的粒子。

　　夸克是科学家们认为不能再分割的一种基本粒子，目前已知的夸克包括上夸克、下夸克、粲夸克、奇异夸克、底夸克和顶夸克。底夸克在我们周围并不大量存在，因为其寿命极其短暂，在转化或衰变为其他粒子前，它们仅能存在万亿分之一秒。但欧洲核子研究中心的巨型粒子加速器大型强子对撞机每年会产生数十亿个底夸克，并由其上的底夸克探测器（LHCb）记录下来。

　　底夸克衰变的方式会受到未发现的力或粒子的影响。今年3月，LHCb的一个小组称，底夸克衰变为缪子的频率只有电子的85%左右，而粒子物理学标准模型认为，除了电子比缪子轻200倍外，其他方面两者一样。

　　研究人员解释称，假设这一结果是正确的，最有可能的解释是，一种新的力对电子和缪子区别对待，干扰了底夸克如何衰变。但上述结果与标准模型之间的差异仅为“3西格玛”，而只有当结果达到“5西格玛”，才能被称为“发现”。

　　在最新研究中，科学家们研究了来自同一家族的两个新底夸克的衰变结果，同样的剧情再次上演：缪子衰变的发生频率仅为电子衰变的70%左右，偏差约为“2西格玛”。

　　最新研究负责人、卡文迪什实验室的哈里·克利夫博士说：“虽然结果本身并不具有决定性，但它确实进一步佐证有新的基本力有待发现。升级后的LHCb将收集更多数据，为我们揭示更多粒子的秘密。”