LHC或首次制造出頂夸克“四胞胎”

據美國趣味科學網站近日報道，科學家表示，世界上最大的原子對撞機——大型強子對撞機(LHC)或許已經首次制造出頂夸克“四胞胎”，如獲證實，有望揭示新的物理學理論。

粒子物理學標準模型允許頂夸克“四胞胎”的存在，但新物理學理論預測，它們被LHC制造出來的概率可能遠高于標準模型的預言，而找到更多此類“四胞胎”是檢驗這些新理論的第一步。

頂夸克是迄今已知最重的基本粒子：一個頂夸克的“體重”與一個鎢原子相當，但其“塊頭”比質子小很多，這意味著頂夸克不僅是迄今已知最重的粒子，也是迄今已知密度最大的質量形式。

盡管宇宙大爆炸發生后瞬間會產生大量頂夸克，但它們在10-24秒內就會完全消失，大型粒子加速器是現在唯一可以制造出并觀察到頂夸克的地方。

1995年，費米實驗室科學家借助當時最強大的粒子加速器“萬億電子伏特粒子加速器”(Tevatron)首次發現頂夸克。在Tevatron內發生的質子-反質子束碰撞制造出了一對正反頂夸克，但這些碰撞每隔幾天才制造出一對此類夸克。相較而言，在LHC的超環面儀器實驗(ATLAS)和緊湊繆子線圈實驗(CMS)發生的碰撞中大約每秒就產生一對頂夸克。

在最新研究中，物理學家公布了在ATLAS和CMS實驗2015—2018年間采集的數據中搜尋“四胞胎”的結果。ATLAS團隊宣布，他們觀察到“四胞胎”“誕生”的置信度為4.3西格瑪;CMS團隊則稱觀察到“四胞胎”“誕生”的置信度僅為2.6西格瑪。在粒子物理學中，宣布一項研究為“新發現”的黃金標準是置信度達到或超過5西格瑪，因此，這兩個團隊得到的結果尚不足以被稱為新發現。

研究人員稱，目前而言，ATLAS看到的結果可能只是偶然;也可能表明“四胞胎”誕生的幾率比標準模型預測得更大;或許這正是某些新物理學的“蛛絲馬跡”，“LHC下一輪提供的數據，以及未來可能會出現的更優異的分析技術，將提高這種測量的精度”。

據悉，LHC已于2018年底暫時關閉，開展升級和維護，計劃于2021年重啟。(記者劉霞)