大型強子對撞機的最新結果對超對稱萬物理論來說並不樂觀。 大型強子對撞機的最新結果對超對稱萬物理論來說並不樂觀。

大型強子對撞機的最新結果對超對稱萬物理論來說並不樂觀。

大型強子對撞機的最新結果對超對稱萬物理論來說並不樂觀。

大型強子對撞機的最新消息:科學家仍然無法解釋我們存在的意義。在對奇異美粒子(它們的正式名稱)進行的最詳盡分析中,物理學家未能找到超對稱粒子。超對稱粒子是現代物理標準模型中所有已知粒子的「影子夥伴」。這可能意味著它們並不存在,這無疑將是一個非常有趣的發現。

歐洲核子研究中心(CERN)的物理學家一直在研究一類被稱為B介子的粒子。 B介子是由兩種不同的夸克(一種反物質夸克和一種物質夸克)組成的重粒子,它們會衰變成其他粒子。由於其質量較大,B介子有多種衰變途徑,因此可用於研究物質-反物質不對稱性。

這種不對稱性解釋了萬物存在的原因——從數學角度來看,這不應該發生。當宇宙大爆炸時,物質和反物質的數量應該相等,並且它們會相互湮滅,不留任何痕跡。但不知何故,物質最終佔據了主導地位,這意味著在某個時刻,物質和反物質之間存在著不平衡。超對稱性是解釋這種現象的一種方式。超對稱粒子,例如超夸克和超電子,存在於每種粒子中,並且與它們的對應粒子具有略微不同的特性。

去年,特瓦特隆加速器(Tevatron)的物理學家表示,B介子似乎更傾向於衰變為物質而非反物質。這種衰變偏好表明,可能存在某種其他粒子或力在起作用——這與標準模型有所偏差,或許是超對稱粒子的作用。

但現在,物理學家認為比Tevatron更精確的LHC數據並沒有顯示出這種物質衰變偏差。這反過來可能意味著不存在超對稱性;不存在超夸克或超電子。我們不打算深入探討其中的物理原理——如果您對細節感興趣,可以查看LHCb實驗和量子日記的文章。

這可能會讓一些理論家感到失望,因為超對稱理論為許多棘手的物理問題提供了一個方便的答案。在高能量情況下,它將電磁力與弱核力和強核力統一起來;在某些迭代版本中,該理論還提供了一種暗物質候選者,即類似中性子的穩定重粒子。超對稱也是弦理論的重要特徵,而弦理論目前是唯一被廣泛接受的統一量子力學和相對論的理論。

在 BBC 的一篇相關報導中,諾貝爾獎得主、物理學家喬治·斯穆特稱超對稱性為「一個極其美麗的模型」。

「它對稱性好,外形優美,幾十年來一直被歐洲奉為正確模型,因為它太漂亮了,」他說。 “但是沒有任何實驗數據能證明它是正確的。”

那麼這意味著什麼呢?正如BBC所指出的,事情並沒有完全結束——超對稱理論存在幾種不同的版本,它們比剛剛被排除的基本質能級版本要複雜得多。因此,不同類型的超對稱理論仍然可能是正確的。但這也可能意味著超對稱理論本身就是錯誤的,如果是這樣的話,物理學家就必須提出一些全新的理論。

[歐洲核子研究中心,經BBC報道]