來自LHC的新物理學跡象

物理學家可能忽略了超對稱性的線索

加入我們的科學愛好者社群!

物理學正處於僵局。 幾十年以來,物理學家們所遵循的路徑,即所謂的標準模型,在2012年達到了輝煌的頂峰,當時研究人員發現了該模型的最後一個未被發現的粒子,希格斯玻色子。 標準模型非常出色地描述了已知粒子的行為,但它無法解釋暗物質是什麼,以及其他一些問題。 因此,許多物理學家轉向了超對稱性,或稱SUSY。

SUSY假定每個已知的粒子都有一個更重的夥伴粒子,這使其有能力解釋暗物質。 它的某些版本可以解釋為什麼賦予其他粒子質量的希格斯玻色子具有其現在的質量。

但是,在世界最強大的粒子對撞機,位於日內瓦附近的歐洲核子研究中心(CERN)大型強子對撞機(LHC)中尋找奇異粒子的努力到目前為止一無所獲,這導致人們對SUSY的存在感到相當擔憂。“很多人對此感到悲觀,”石溪大學的David Curtin說。


關於支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。 透過購買訂閱,您將幫助確保未來能夠繼續產出關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的報道。


最近,兩組研究人員一直在詢問,物理學家是否可能只是錯過了SUSY的蹤跡。 如果超對稱粒子沒有戲劇性地顯現出來,而是具有恰好合適的質量衰變成能量平平的普通粒子和其他可能逃過注意的超對稱粒子,就可能發生這種情況。 這樣,SUSY粒子可能會在更常見的標準模型過程產生的粒子混雜中迷失。“超對稱性的跡象可能就隱藏在我們眼皮底下,”Curtin說,他是一支團隊的成員。

這確實可能解釋了2011年和2012年在LHC探測到的兩種粒子的輕微過量,當時LHC在關閉進行升級之前。 在六月份提出的兩篇獨立的預印本論文中,每個團隊都認為,普通頂夸克的超對稱夥伴,稱為超頂夸克(stop),以及其他兩個超粒子,可以解釋這些觀測結果,同時質量也恰好合適,有助於解釋希格斯玻色子的質量。

但是,其他研究人員反駁說,對標準模型過程的低估可能至少可以解釋部分過量。“現在就認為這些測量結果很可能指向新物理學還為時過早,”看到過量現象的LHC團隊成員之一Dave Charlton說。

這個問題可能會在2015年得到解決,屆時升級後的質子對撞機將重新啟動。“我們都非常渴望找到SUSY的證據,”華盛頓大學的理論物理學家Ann Nelson說,她沒有參與新的研究。“在這一點上,我很謹慎,”她說,但補充道,“巨大的訊號始於微小的暗示。”

延伸閱讀與引用ScientificAmerican.com/sep2014/advances

© .