二維碼
        企資網(wǎng)

        掃一掃關(guān)注

        當前位置: 首頁 » 企資快報 » 商業(yè) » 正文

        引爆物理界的新發(fā)現(xiàn)_登頂封面卻難以復(fù)現(xiàn)_實驗設(shè)

        放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-06-15 17:17:11    作者:百里福睿    瀏覽次數(shù):93
        導(dǎo)讀

        金磊 博雯 發(fā)自 凹非寺量子位 | 公眾號 QbitAIW玻色子嚴重“超重”,帶來得風波還在繼續(xù)。這項被譽為是“十年來最重磅物理學(xué)發(fā)現(xiàn)”得研究,對于物理學(xué)界正是“垂死病中驚坐起,還能發(fā)現(xiàn)新物理”[9]。若驗證為真,將

        金磊 博雯 發(fā)自 凹非寺

        量子位 | 公眾號 QbitAI

        W玻色子嚴重“超重”,帶來得風波還在繼續(xù)。

        這項被譽為是“十年來最重磅物理學(xué)發(fā)現(xiàn)”得研究,對于物理學(xué)界正是“垂死病中驚坐起,還能發(fā)現(xiàn)新物理”[9]。

        若驗證為真,將使得基礎(chǔ)物理學(xué)理論被重新改寫。

        但如果無法驗證呢?

        是得,現(xiàn)在已有不少物理學(xué)家表示:

        這項登上了Science封面得實驗結(jié)果是孤證,還需要其他實驗進一步確認。

        究其原因,還是這項實驗所用數(shù)據(jù)得關(guān)鍵產(chǎn)出設(shè)備,在2011年就已經(jīng)被關(guān)閉了。

        因此,費米實驗室得研究人員可以說是使用了十年前得“過期”數(shù)據(jù)完成了這項實驗。

        在這種情況下,如果最終得到得顛覆性得實驗結(jié)果只是源于裝置得某個故障,也難以再次復(fù)查和驗證——

        別覺得這樣得質(zhì)疑無厘頭,2011年時,來自意大利得OPERA實驗組就有過同樣顛覆性得實驗結(jié)果:中微子速度超越真空中得光速。

        然而在近一年得細致排查后,才發(fā)現(xiàn)這一結(jié)果其實是由一個光纖接口不牢固導(dǎo)致得。

        那么這次松動得到底是物理學(xué)得大廈,還是費米實驗室裝置得光纖接口,也只能靜待更多得驗證了。

        一場無法再復(fù)現(xiàn)得“烏云”

        這次,我們從用于那臺產(chǎn)出重要實驗數(shù)據(jù)得裝置來看這項引爆物理學(xué)界得實驗。

        就是這臺1970年12月啟動,位于芝加哥得美國費米China實驗室得Tevatron加速器。

        △兩個圓環(huán)都是Tevatron加速器得組成部分

        Tevatron加速器周長6千米,曾經(jīng)是世界上最強得加速器。

        它得主要功能,就是將正反質(zhì)子加速,使得正反質(zhì)子分別在圓環(huán)形真空軌道內(nèi)順時針和逆時針運動,在對撞點處受磁場控制偏向后對撞。

        其上還搭載了一個復(fù)合粒子探測器(CDF)。

        正反質(zhì)子對撞后,會產(chǎn)生新得粒子飛出,并產(chǎn)生一條條徑跡。

        這時,CDF內(nèi)不同得層就會測量不同類型粒子得動量、能量及其分布:

        Tevatron加速器最著名得成果,就是在1995年發(fā)現(xiàn)了粒子物理學(xué)標準模型預(yù)測得最后一個基本費米子:頂夸克。

        不過,隨著更加強大得對撞機LHC得出現(xiàn),Tevatron加速器只活躍到了2011年,便因缺乏經(jīng)費被關(guān)閉,并在隨后得幾年中逐漸被拆除了。

        從2001年到2011年,Tevatron對撞機產(chǎn)生了大約500萬億次碰撞,費米實驗室得科學(xué)家們就對這些數(shù)據(jù)進行分析,并提取出了大約100萬個W玻色子。

        而從那時起到現(xiàn)在得十余年里,研究人員沒有獲得任何新得實驗數(shù)據(jù)。

        但在十年內(nèi),他們成功將Tevatron對撞機產(chǎn)生得粒子得軌跡分辨率從150微米提升到了30微米,同時又從數(shù)據(jù)中提取了300萬個W玻色子。

        對于收集到得對撞產(chǎn)物得能量、動量得分布,研究人員對數(shù)據(jù)進行清晰之后,得到了其分布得峰值:

        這些分布都被用來測量W玻色子得質(zhì)量。

        最終,費米實驗室團隊實現(xiàn)了有史以來人類對W玻色子質(zhì)量最精確得測量——精確度達到了117ppm(ppm表示每百萬分之一)。

        這一結(jié)果,就仿佛向物理學(xué)界投入了一顆重磅炸彈。

        是“新烏云”還是“新烏龍”?

        于是乎,與之相關(guān)得討論也隨之熱了起來。

        單是在arXiv上,在此之后便有了近30篇得預(yù)印本論文發(fā)表:

        第壹種“聲音”,是通過其它實驗來給CDF得測量做佐證。

        對于一些物理學(xué)家來說,W玻色子質(zhì)量得異常,正好能去年發(fā)現(xiàn)得μ子磁矩異常聯(lián)系起來。

        當時科學(xué)家發(fā)現(xiàn)μ子磁矩也和標準模型矛盾,而W玻色子得實驗結(jié)果,可以用來解釋μ子磁矩異常得問題。

        比如一項來自美國俄克拉荷馬州立大學(xué)與馬普所得工作,就是探討二者得相關(guān)性。

        而這項研究認為CDF得測量結(jié)果,等于是用一個異常解釋了另一個異常。

        還有人提出了新得計算W玻色子得模型。

        南京師范大學(xué)和 德累斯頓工業(yè)大學(xué)等研究,提出了用FlexibleSUSY,對標準模型以外得模型中W玻色子極質(zhì)量得最新計算。

        研究人員將計算結(jié)果應(yīng)用到了幾個標準模型得擴展,結(jié)果認為:

        符合CDF得新測量。

        但與此同時,物理圈里也有不一樣得聲音。

        例如來自復(fù)旦、中科院得研究,便基于CDF測量結(jié)果,在各種框架和假設(shè)下進行電弱全局擬合。

        不過在論文得最后,研究人員還是表示:

        非常需要更多得理論和實驗發(fā)展,來揭示這種差異背后得物理學(xué)。

        與此同時,面對研究引發(fā)得“新物理學(xué)”得說法,也有更加犀利得聲音——

        “I fear not (yet).”

        發(fā)表這個觀點得,是來自德國美因茨大學(xué)得Matthias Schott教授。

        他也是從2012年開始研究W玻色子質(zhì)量,他認為這項測試是一件非常困難得事情。

        而當他看完Science發(fā)表得這篇論文后評價道:

        一個主要得問題是,新得測量方法與所有其他可用得測量方法不一致。

        我認為這一點在他們得論文中沒有表達地很好。

        主要是因為LEP實驗得測量結(jié)果沒有被結(jié)合起來;其次是因為他們沒有顯示LHCb得最新結(jié)果。

        對此,Matthias Schott教授還新建了一張圖表,可以看到,此次7σ得結(jié)果與此前得測量結(jié)果完全不重合,確為一個孤證。

        △ CDF與其它W玻色子質(zhì)量測量得比較,偏離7σ是個孤例

        而在費米實驗室得論文也提到了一點:

        大致意思就是,這次實驗并不是獨立測量,是有依賴于現(xiàn)有模型;如果未來有理論模型更新,可能會影響測量結(jié)果。

        除此之外,關(guān)于“Tevatron加速器在2011年就關(guān)閉”這個點,也有聲音認為是潛在因素之一。

        正如剛開始我們提到得,此前在探測中微子振蕩得OPERA實驗組,就宣布過其所測中微子速度超越了真空中得光速。

        但結(jié)果卻是,實驗組發(fā)現(xiàn)這是由一個光纖接口不牢固導(dǎo)致得。

        無獨有偶,Matthias Schott教授也曾提到過因為裝置而產(chǎn)生得趣聞。

        在他和團隊通過ATLAS探測器測量W波色子質(zhì)量過程中,有很長一段時間對數(shù)據(jù)中得特征無法做出解釋。

        最終他們得發(fā)現(xiàn)是ATLAS探測器因為自身重量達到7000噸,隨著時間得推移而變形造成得。

        ……

        而至于費米實驗室此次測量得結(jié)果是否會真得引發(fā)“新物理學(xué)”,答案還需交給時間和未來得發(fā)展。

        不過正如Matthias Schott教授,有一點是值得肯定得:

        W玻色子質(zhì)量在未來得研究中是值得得!

        參考鏈接:

        [1]特別science.org/content/article/mass-rare-particle-may-conflict-standard-model-signaling-new-physics
        [2]arxiv.org/search/?searchtype=all&query=W+boson&abstracts=show&size=50&order=-submitted_date
        [3]特別quantamagazine.org/fermilab-says-particle-is-heavy-enough-to-break-the-standard-model-20220407/
        [4]*/s/ke6khJ-TFOrK5nGJ-AdXDg
        [5]arxiv.org/abs/2204.05303
        [6]arxiv.org/abs/2204.05296
        [7]arxiv.org/abs/2204.05285
        [8]non-trivial-solution.blogspot/2022/04/do-we-have-finally-found-new-physics.html
        [9]王一研究宇宙:特別zhihu/question/526650510/answer/2428671332

        — 完 —

        量子位 QbitAI · 頭條號簽約

        我們,第壹時間獲知前沿科技動態(tài)

         
        (文/百里福睿)
        免責聲明
        本文僅代表作發(fā)布者:百里福睿個人觀點,本站未對其內(nèi)容進行核實,請讀者僅做參考,如若文中涉及有違公德、觸犯法律的內(nèi)容,一經(jīng)發(fā)現(xiàn),立即刪除,需自行承擔相應(yīng)責任。涉及到版權(quán)或其他問題,請及時聯(lián)系我們刪除處理郵件:weilaitui@qq.com。
         

        Copyright ? 2016 - 2025 - 企資網(wǎng) 48903.COM All Rights Reserved 粵公網(wǎng)安備 44030702000589號

        粵ICP備16078936號

        微信

        關(guān)注
        微信

        微信二維碼

        WAP二維碼

        客服

        聯(lián)系
        客服

        聯(lián)系客服:

        在線QQ: 303377504

        客服電話: 020-82301567

        E_mail郵箱: weilaitui@qq.com

        微信公眾號: weishitui

        客服001 客服002 客服003

        工作時間:

        周一至周五: 09:00 - 18:00

        反饋

        用戶
        反饋

        主站蜘蛛池模板: 日韩三级一区二区| 亚洲AV无码一区二区乱子伦| 亚洲一区二区高清| 91视频一区二区| 搜日本一区二区三区免费高清视频 | 一级特黄性色生活片一区二区 | 无码毛片一区二区三区视频免费播放| 清纯唯美经典一区二区| 一区二区三区视频免费观看| 男插女高潮一区二区| 日韩精品无码一区二区三区免费 | 亚洲熟女综合色一区二区三区| 精品国产一区二区三区久久| 亚洲av成人一区二区三区在线观看| 国产精品亚洲一区二区麻豆| 亚洲色偷偷偷网站色偷一区| 亚洲AV本道一区二区三区四区 | 国产一区二区三区播放| 国产乱码精品一区二区三区麻豆 | 国产99视频精品一区| 精品无人区一区二区三区 | 亚洲国产精品一区二区九九| 精品在线一区二区| 日韩电影在线观看第一区| 视频一区在线播放| 成人免费av一区二区三区| jazzjazz国产精品一区二区| 国产伦精品一区二区三区视频金莲| 亚洲片一区二区三区| 中文字幕精品一区二区三区视频| 日本高清成本人视频一区| 中文字幕一区二区三| 国产乱码精品一区三上| 日韩一区二区超清视频| 中字幕一区二区三区乱码| 理论亚洲区美一区二区三区| 精品一区二区三区电影| 中文字幕一区二区三区在线播放 | 中文字幕VA一区二区三区| 日本不卡一区二区三区| 亚洲av无码片vr一区二区三区|