設(shè)置
          • 日夜間
            隨系統(tǒng)
            淺色
            深色
          • 主題色

          研究希格斯粒子的物理學(xué)家,到底在研究些什么?

          2024-02-21 09:12:49 來(lái)源: 中國(guó)科學(xué)報(bào)

           dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          日前,《物理評(píng)論快報(bào)》刊發(fā)了歐洲核子中心(CERN)大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)的新成果,并被編輯部作為高亮文章(highlighted article)推薦。研究顯示,科學(xué)家觀測(cè)到了希格斯粒子的一種稀有衰變跡象。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          中國(guó)科學(xué)家是此次聯(lián)合測(cè)量的召集人和主要貢獻(xiàn)者。論文的匿名評(píng)審認(rèn)為“觀測(cè)到新的希格斯粒子衰變通道,是被物理學(xué)界廣泛期待的消息”。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          希格斯粒子是賦予所有基本粒子以質(zhì)量的“上帝粒子”。2021年,LHC上的兩個(gè)探測(cè)器——超環(huán)面儀器實(shí)驗(yàn)(ATLAS)、緊湊繆子線圈實(shí)驗(yàn)(CMS),發(fā)現(xiàn)了希格斯粒子衰變成一個(gè)光子和一個(gè)“虛擬光子”的證據(jù)。如今,兩個(gè)探測(cè)器團(tuán)隊(duì)又首度以聯(lián)合測(cè)量的方式,尋找希格斯粒子衰變成一個(gè)Z玻色子和一個(gè)光子的信號(hào),并觀測(cè)到這一稀有衰變跡象。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          這些研究的意義何在?粒子物理學(xué)家們?yōu)楹螆?zhí)迷于研究希格斯粒子的“衰變”?他們一直希望斥巨資建設(shè)的“希格斯工廠”又會(huì)對(duì)這些研究有什么用?為探明這些問(wèn)題,《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪了此次聯(lián)合測(cè)量中的相關(guān)中國(guó)科學(xué)家。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          《物理評(píng)論快報(bào)》網(wǎng)方網(wǎng)站
          dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM


          dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          研究希格斯粒子稀有衰變有何意義?dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          希格斯粒子是粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型中,最后一個(gè)被找到的基本粒子,之所以如此,是因?yàn)樗漠a(chǎn)額極低,并在極短時(shí)間內(nèi)自發(fā)地衰變成其他粒子。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          2012年7月4日,CERN向全世界公布了希格斯粒子被發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。很多科學(xué)家由此開始了新的研究旅程。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所研究員黃燕萍就是其中一員。從2013年起,她便開始了與希格斯粒子相關(guān)的多項(xiàng)實(shí)驗(yàn),其中之一就是尋找希格斯玻色子衰變到Z玻色子和光子的過(guò)程。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          “這是一種稀有衰變。”黃燕萍告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》,之所以“稀有”,是因?yàn)?000個(gè)希格斯粒子只有1-2個(gè)會(huì)衰變成一個(gè)Z玻色子和一個(gè)光子,又由于有限的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)測(cè)量的有限分辨能力,當(dāng)前科學(xué)家主要是通過(guò)Z玻色子衰變到電子對(duì)或者繆子對(duì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          在黃燕萍看來(lái),這項(xiàng)研究非常困難,卻非常重要。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          粒子物理學(xué)家認(rèn)為,研究希格斯粒子的衰變過(guò)程,將有助于確定一些重要參數(shù),并理解“質(zhì)量是如何形成產(chǎn)生的”等問(wèn)題。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          而他們之所以費(fèi)盡力氣尋找希格斯玻色子衰變到Z玻色子和光子的過(guò)程,是因?yàn)檫@種稀有衰變過(guò)程有可能幫助人們深入理解希格斯粒子與其他粒子相互作用時(shí)的“圈圖作用”。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          “許多理論預(yù)言,希格斯粒子衰變到Z玻色子、光子的‘圈圖作用’中可能存在新粒子,如額外的無(wú)色帶電標(biāo)量粒子、輕子或者矢量玻色子。”黃燕萍說(shuō)。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          “圈圖作用”是從粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型推導(dǎo)出的結(jié)果,被視為一種復(fù)雜的量子過(guò)程。按照粒子物理基本模型的解釋,基本粒子通過(guò)與希格斯粒子發(fā)生相互作用而獲得質(zhì)量,但由于光子沒(méi)有質(zhì)量,因而原則上希格斯粒子與光子間沒(méi)有直接的相互作用,然而,現(xiàn)實(shí)情況卻是希格斯粒子衰變出了光子。唯一能自洽的解釋就是“圈圖作用”,即希格斯粒子沒(méi)有直接和光子發(fā)生相互作用,而是通過(guò)與其他粒子發(fā)生量子作用,最終產(chǎn)生光子。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          “我們這次觀測(cè)到希格斯玻色子的稀有衰變現(xiàn)象,為深入理解希格斯粒子參與的‘圈圖作用’機(jī)制,檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)模型以及探索新物理提供了新的窗口。”黃燕萍說(shuō)。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          為什么要做“聯(lián)合研究”?dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          ATLAS和CMS是大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上兩個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)組,早在LHC第一輪運(yùn)行時(shí)期,兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組就在測(cè)量希格斯粒子質(zhì)量時(shí)有過(guò)合作。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          來(lái)自CMS的LHC希格斯聯(lián)合分析組共同召集人、中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所研究員陳明水介紹,這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)相似,但各有長(zhǎng)處的探測(cè)器,CMS在繆子探測(cè)上具有很高的靈敏度,而ATLAS勝在對(duì)大動(dòng)量末態(tài)粒子的監(jiān)測(cè)。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          “兩個(gè)相互獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)不僅可以交叉檢驗(yàn)重要結(jié)果,還可以聯(lián)合起來(lái)充分利用數(shù)據(jù),提高測(cè)量精度與顯著性。”陳明水告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          2020年,黃燕萍帶領(lǐng)ATLAS團(tuán)隊(duì),完成了希格斯粒子到Z玻色子、光子的尋找,但分析結(jié)果的統(tǒng)計(jì)顯著性只有2.2倍標(biāo)準(zhǔn)偏差,而只有在這一結(jié)果超過(guò)3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差時(shí),才能被判定為“觀測(cè)到衰變跡象”。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          為了提高顯著性,黃燕萍向ATLAS與CMS上設(shè)的管理組提出申請(qǐng),建議對(duì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組在LHC第二輪運(yùn)行時(shí)的探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合分析。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          2022年,CMS也獨(dú)立完成了希格斯粒子到Z玻色子、光子稀有衰變的測(cè)量,統(tǒng)計(jì)顯著性只有2.7倍標(biāo)準(zhǔn)偏差。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          兩個(gè)探測(cè)器團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)內(nèi)部協(xié)商后,決定將兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合研究。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          經(jīng)過(guò)聯(lián)合測(cè)量,分析結(jié)果的統(tǒng)計(jì)顯著性達(dá)到3.4倍標(biāo)準(zhǔn)偏差。這一結(jié)果超過(guò)了通常被認(rèn)為是“實(shí)驗(yàn)證據(jù)”的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差閾值,被判定為“觀測(cè)到衰變跡象”。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          研究希格斯粒子的終極目標(biāo)是什么?dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          因?yàn)橄8袼沽W赢a(chǎn)生后在極短時(shí)間內(nèi)衰變成其他粒子,粒子物理學(xué)家對(duì)希格斯粒子的研究,大多圍繞著其衰變產(chǎn)物進(jìn)行。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          陳明水告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》,粒子物理學(xué)家正在研究希格斯粒子的各類衰變過(guò)程,如希格斯粒子衰變到正反底夸克、雙光子、正反繆子等的過(guò)程。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          黃燕萍表示,觀測(cè)到稀有衰變跡象,只是研究這一稀有衰變的“第一步”,“后續(xù)我們希望將實(shí)驗(yàn)結(jié)果的顯著性提高至5倍標(biāo)準(zhǔn)偏差,以期從中發(fā)現(xiàn)符合預(yù)期或超出預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果”。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          不過(guò),他們對(duì)希格斯粒子的研究,并不限于希格斯粒子的衰變過(guò)程。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          “希格斯粒子研究的終極目標(biāo)是要發(fā)現(xiàn)并檢驗(yàn)希格斯粒子本身的質(zhì)量起源,也可以說(shuō)是解剖‘上帝’。”陳明水說(shuō)。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          最近,黃燕萍耗時(shí)近6年,終于完成了ATLAS探測(cè)器的能量精確刻度,由此提升了希格斯質(zhì)量測(cè)量的精度。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          除了不斷完善研究“工具”之外,希格斯粒子的自相互作用也是科學(xué)家們關(guān)注的最重要問(wèn)題。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          目前,希格斯粒子與費(fèi)米子、玻色子等粒子的相互作用已被陸續(xù)驗(yàn)證,而希格斯粒子自相互作用的具體機(jī)制仍不明朗。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          “標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言,希格斯粒子可以通過(guò)自相互作用獲得質(zhì)量。”陳明水解釋,他們一直想弄明白的問(wèn)題是“希格斯粒子為所有基本粒子提供了質(zhì)量,那它自己的質(zhì)量從何而來(lái)”。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          正因如此,通過(guò)研究雙希格斯粒子的產(chǎn)生過(guò)程,測(cè)量希格斯粒子自相互作用,已成為研究熱點(diǎn)。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          為什么要建“希格斯工廠”?dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          當(dāng)前,不少希望做希格斯粒子研究的粒子物理學(xué)家都對(duì)“希格斯工廠”寄予厚望。日本的國(guó)際直線對(duì)撞機(jī)(ILC)、歐洲的未來(lái)環(huán)形對(duì)撞機(jī)(FCC)與中國(guó)的大型環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(CEPC)項(xiàng)目都是其中的代表性計(jì)劃。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          那么,既然現(xiàn)有裝備可以開展希格斯粒子研究,為什么粒子物理學(xué)家還在呼吁建設(shè)“希格斯工廠”呢?dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          “‘希格斯工廠’的物理過(guò)程更‘干凈’。”陳明水說(shuō)。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          目前,LHC采用質(zhì)子對(duì)撞方式,盡管能夠產(chǎn)生大量希格斯粒子,但碰撞過(guò)程復(fù)雜,會(huì)生成大量與希格斯粒子研究無(wú)關(guān)的物質(zhì),在探測(cè)器內(nèi)造成干擾,使得實(shí)際采集到和用于分析的粒子數(shù)量有限。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          如果采用正負(fù)電子對(duì)撞的方式,獲得希格斯粒子的過(guò)程中,干擾粒子少,采集到的希格斯粒子都可以用來(lái)做精確分析,使得希格斯粒子的許多屬性的測(cè)量精度提升一個(gè)量級(jí)。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          據(jù)悉,目前,中國(guó)、日本和歐洲的“希格斯工廠”計(jì)劃都在推進(jìn)之中。中國(guó)CEPC項(xiàng)目研究工作組不斷優(yōu)化加速器的設(shè)計(jì),于2023年12月25日正式發(fā)布了《加速器技術(shù)設(shè)計(jì)報(bào)告》。日本的ILC項(xiàng)目則調(diào)整了對(duì)撞機(jī)的設(shè)計(jì)規(guī)模,等待政府的進(jìn)一步評(píng)估和決策。而CERN則從選址、技術(shù)等方面對(duì)FCC項(xiàng)目的可行性進(jìn)行進(jìn)一步的評(píng)估,有消息認(rèn)為其最早可能于2033年動(dòng)工。dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          相關(guān)論文信息:dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.021803dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          https://doi.org/10.1016/j.physletb.2020.135754dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          https://doi.org/10.1007/JHEP05(2023)233dto流量資訊——探索最新科技、每天知道多一點(diǎn)LLSUM.COM

          本文鏈接:研究希格斯粒子的物理學(xué)家,到底在研究些什么?http://www.lensthegame.com/show-11-3091-0.html

          聲明:本網(wǎng)站為非營(yíng)利性網(wǎng)站,本網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容由互聯(lián)網(wǎng)博主自發(fā)貢獻(xiàn),不代表本站觀點(diǎn),本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任。天上不會(huì)到餡餅,請(qǐng)大家謹(jǐn)防詐騙!若有侵權(quán)等問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)與本網(wǎng)聯(lián)系,我們將在第一時(shí)間刪除處理。

          上一篇: 他們?yōu)橹袊?guó)高性能碳纖維闖出一片天

          下一篇: 科技助力鄉(xiāng)村建設(shè) 有“面子”又有“里子”

          熱門資訊

          推薦資訊

          • 日榜
          • 周榜
          • 月榜
          主站蜘蛛池模板: 国产无码一区二区在线| www一区二区三区| 国产av成人一区二区三区| 亚洲综合激情五月色一区| 久久久精品日本一区二区三区| 国产日韩一区二区三区| 国产午夜精品一区二区| 国产日韩精品一区二区在线观看播放| 无码人妻久久久一区二区三区 | 亚洲美女一区二区三区| 国产精品视频一区二区三区不卡| 亚洲av永久无码一区二区三区| 性色AV一区二区三区| 亚洲一区二区三区自拍公司| 日本一区二区高清不卡| 影院成人区精品一区二区婷婷丽春院影视| 久久婷婷久久一区二区三区| 精品国产香蕉伊思人在线在线亚洲一区二区 | 精品视频一区在线观看| 国精产品999一区二区三区有限| 久久久久人妻一区精品性色av| 亚洲V无码一区二区三区四区观看 亚洲爆乳精品无码一区二区三区 亚洲爆乳无码一区二区三区 | 亚洲无圣光一区二区| 日本不卡免费新一区二区三区| 中文字幕在线一区二区三区| 亚洲AV成人精品日韩一区18p| 色视频综合无码一区二区三区 | 欧美日韩精品一区二区在线观看| 在线中文字幕一区| 日产精品久久久一区二区| 亚洲国产精品一区二区成人片国内 | 少妇无码一区二区三区免费| 国产午夜精品一区二区三区漫画| 精品国产毛片一区二区无码 | 午夜DV内射一区二区| 亚洲av日韩综合一区在线观看| 无码人妻视频一区二区三区| 亚洲bt加勒比一区二区| 日本内射精品一区二区视频 | 一区二区三区91| 国产激情精品一区二区三区|