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CERN的ATLAS实验解决的粒子物理标准模型中的长期张力

时间:2021-10-18 11:51:57 来源:

一种新的图案测量标准模型的关键特征,称为Lepton风味普遍性,表明,由LEP撞机在W Boson衰减中测量的先前差异可能是由于波动。

Lepton家族中最着名的粒子是电子,一个关键的建筑物和我们对电力理解的核心。但电子不是一个独生子女。它有两个较重的兄弟姐妹,穆森和陶勒斯顿,他们一起被称为三个勒斯顿口味。根据粒子物理的标准模型,兄弟姐妹之间的唯一差异应该是它们的质量:muon比电子的重量大约是重200倍,Tau-Lepton比μ少约17倍。它是标准模型的显着特征,即每种味道同样可能与W玻色子相互作用,这是由所谓的Lepton风味普遍性的结果。Lepton风味普遍性在不同的过程和能源制度中探讨了高精度。

在一项新的研究中,在2020年7月28日张贴的论文中,在Arxiv并首先在LHCP 2020会议上展示时,Atlas合作使用全新技术提出了Lepton风味普遍性的精确测量。


阿特拉斯协作的研究人员解释了他们的新测量“Lepton风味普遍性” - 粒子物理标准模型的独特性。

阿特拉斯物理学家审查了碰撞事件,其中一对顶部夸克腐烂成对的W玻色子,随后进入leptons。“LHC是一个顶级夸克工厂,在运行2期间生产了1亿顶夸克对,”阿特拉斯物理协调员Klaus Moenig说。“这给了我们一个大型无偏见的W玻色子样本腐烂,腐烂对μONs和taule leptons,这对于这种高精度测量至关重要。”

然后,它们测量了由W-玻色子衰变产生的Lepton是μ子或Tau-Lepton的相对概率 - 一种称为R(/)的比率。τμ根据标准模型,R(/)应τ该μ是统一的,因为与W玻色子的相互作用的强度应该是Tau-Lepton和Muon的相互作用。但是,自20世纪90年代以来,在大型电子 - 正电子电池(LEP)撞机的实验τ以μ来,测量了1.070.026,±偏离了标准模型预期2.7标准偏差。

新的地图集测量提供了r(/)= 0.992τ 0.013μ的值。±这是迄今为止最精确的测量,从LEP结果的组合中具有不确定性的一半。地图集测量与标准模型期望一致,并表明之前的LEP差异可能是由于波动。

“LHC被设计为Higgs博世和重新新物理的发现机器,”阿特拉斯发言人Karl Jakobs说。“但是该结果进一步证明了Atlas实验也能够在精密前沿进行测量。我们对这些类型的精确测量的能力只会在运行3及以后所采取更多数据时得到改善。“

虽然它已经存活了这一最新测试,但Lepton风味普遍性的原则不会完全从树林中完全出来,直到LHCB实验记录的B-Meson衰减中的异常,也得到了明确探测。

参考:“在与地图集探测τ器μ的W-Boson衰变的普遍性和Lepton联¯轴器的校长”通过Atlas Collaborations,2012年7月28日,高能量物理学 - 实
验.Arxiv:2007.14040


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