緊湊繆子線圈。圖片來源：歐洲核子研究中心官網(wǎng)
科技日報北京1月27日電 （記者張佳欣）在歐洲核子研究中心（CERN）的大型強子對撞機（LHC）上，緊湊繆子線圈、合作組進行了一項研究，旨在檢驗頂夸克是否遵循愛因斯坦的狹義相對論，而狹義相對論通過了這一最強加速器測驗。研究成果發(fā)表在最新一期的《物理學(xué)快報B》期刊上。
120年前，愛因斯坦提出了狹義相對論，它與量子力學(xué)共同構(gòu)成了粒子物理學(xué)標準模型的基礎(chǔ)。這一模型的核心是洛倫茲對稱性，即實驗結(jié)果不應(yīng)依賴于實驗的方向或速度。盡管歷經(jīng)多次試圖推翻它的嘗試，狹義相對論依然穩(wěn)固。然而，某些理論如特定的弦理論模型預(yù)測，在極高能量下，狹義相對論可能不再適用，實驗觀測結(jié)果可能會受時空方向的影響。
由于地球自轉(zhuǎn)，LHC中質(zhì)子束的方向以及由此產(chǎn)生的頂夸克的方向也會隨之變化。雖然LHC中的質(zhì)子束在空間中的方向固定，但隨著地球旋轉(zhuǎn)，這些束流及產(chǎn)生的粒子相對于地面觀察者的方向會發(fā)生改變。
如果自然界存在一個特殊的時空方向偏好（這與狹義相對論不符），那么頂夸克對的產(chǎn)生速率將隨地球相對于實驗位置的變化而在一天內(nèi)有所不同。這種變化暗示著洛倫茲對稱性的破壞，意味著需要超越愛因斯坦理論的新物理學(xué)解釋。
此次，團隊通過分析頂夸克對在LHC上的產(chǎn)生情況，尋找洛倫茲對稱性破缺的跡象。如果實驗結(jié)果確實受到實驗方向的影響，則頂夸克對的產(chǎn)生速率應(yīng)隨時間而變化。然而，團隊在分析LHC第二次運行期間收集的數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，無論何時進行實驗，頂夸克對的產(chǎn)生速率均保持不變。
這一結(jié)果表明，在時空中沒有檢測到任何優(yōu)先方向，洛倫茲對稱性成立，愛因斯坦的狹義相對論依然有效。該發(fā)現(xiàn)為未來利用LHC第三次運行期間收集的頂夸克數(shù)據(jù)繼續(xù)探索洛倫茲對稱性破缺奠定了基礎(chǔ)，并為涉及其他重粒子（如希格斯玻色子、W玻色子和Z玻色子）的研究開辟了新的道路。
本文鏈接：頂夸克遵循狹義相對論通過最強測驗http://www.lensthegame.com/show-11-16897-0.html
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