大型强子对撞机发现奇特粒子现象,或颠覆现有物理学
作者: aeks | 发布时间: 2026-05-31 12:02 | 更新时间: 2026-05-31 12:02
如果得到确认,这一发现将动摇统治粒子物理学长达50年的‘标准模型’理论。实验显示,在大型强子对撞机(LHC)中,特定亚原子粒子(B介子)的衰变方式——即它如何转变为其他粒子(一个K介子、一个π介子和两个缪子)——与标准模型的精确预测不一致。标准模型是我们目前对基本粒子(如夸克、电子)和四种基本力(引力、电磁力、弱力、强力)最成功的描述,但它无法解释引力为何如此微弱、也无法说明占宇宙约25%的‘暗物质’是什么。LHC是一条建在法瑞边境地下27公里长环形隧道中的巨型粒子加速器,其核心目标之一就是寻找标准模型的漏洞。本次结果来自LHCb实验(LHC的四大探测器之一),研究人员分析了约6500亿次B介子衰变事件,聚焦于一种极罕见的‘电弱企鹅衰变’——在标准模型中,每百万次B介子衰变中仅约1次发生此类过程。研究团队精确测量了衰变产物的角度与能量分布,发现统计偏差达4个标准差(即‘4西格玛’),意味着若标准模型完全正确,出现如此偏差纯属随机涨落的概率仅为约万分之一(1/16,000)。虽然尚未达到物理学公认的‘5西格玛’黄金标准(约百万分之1.7),但另一独立实验CMS在2025年初发布的结果也支持该异常,增强了可信度。这类‘企鹅衰变’虽不直接产生新粒子,却对极重的潜在新粒子极为敏感——即使这些粒子重到LHC无法直接制造出来,它们仍可能通过量子效应微妙地影响衰变过程。类似间接探测早有先例:放射性现象被发现80年后,导致它的W玻色子才被直接观测到。目前已有多种新理论试图解释该现象,例如包含‘轻子-夸克’(leptoquark)的新模型,或引入比已知粒子更重的‘镜像粒子’。但理论挑战依然存在,尤其是‘粲企鹅’(charming penguin)等标准模型内固有过程的计算尚存不确定性;最新研究表明,它们的贡献不足以解释观测结果。LHCb已积累三倍于本次分析的数据,未来十年还将通过LHC升级,获得比当前大15倍的数据集。最终,这或将开启人类对宇宙最基本构成与运行规律的全新认知。