科學(xué)家測(cè)出頂夸克精確質(zhì)量
發(fā)布日期:2014-03-24 【字體
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據(jù)美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)站3月20日?qǐng)?bào)道,通過世界兩大頂尖粒子對(duì)撞機(jī)的首次合作,科學(xué)家確定了最重的基本粒子頂夸克的質(zhì)量。
科學(xué)家是通過瑞士日內(nèi)瓦歐洲核研究組織大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)和美國(guó)伊利諾伊州巴達(dá)維亞費(fèi)米國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的萬億電子伏特加速器進(jìn)行測(cè)量的??茖W(xué)家19日在意大利物理學(xué)大會(huì)上宣布,通過4項(xiàng)不同的實(shí)驗(yàn),科學(xué)家將頂夸克的質(zhì)量精確為173.34±0.76GeV/c2(GeV/c2是基本粒子質(zhì)量的一個(gè)單位,其中GeV是10億電子伏特,c2是光速的平方)。
費(fèi)米國(guó)家實(shí)驗(yàn)室主任奈杰爾·洛克耶在一份聲明中說:“歐洲核研究組織和費(fèi)米國(guó)家實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)結(jié)合后,得到頂夸克質(zhì)量的精確結(jié)果,這對(duì)理解自然界非常重要,是在我們領(lǐng)域中國(guó)際合作的典范?!?BR>
利用歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)與美國(guó)萬億電子伏特加速器進(jìn)行的4項(xiàng)不同實(shí)驗(yàn)——分別是超環(huán)面儀器(ATLAS)、CDF探測(cè)器、緊湊繆子線圈(CMS)與DZero探測(cè)器——都測(cè)出了頂夸克質(zhì)量,頂夸克的質(zhì)量是質(zhì)子的100倍。
精確測(cè)定頂夸克質(zhì)量將讓科學(xué)家能夠測(cè)試頂夸克、希格斯玻色子(2012年由歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)發(fā)現(xiàn),能夠解釋其他粒子如何獲得質(zhì)量)與W玻色子間量子聯(lián)系的數(shù)學(xué)框架。
理論物理學(xué)家現(xiàn)在能夠研究頂夸克的質(zhì)量將如何影響希格斯場(chǎng)的穩(wěn)定性前景,進(jìn)而對(duì)宇宙演變的影響。另外,這一質(zhì)量數(shù)據(jù)還將幫助科學(xué)家測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)粒子物理模型中的不一致性,發(fā)現(xiàn)描述宇宙性質(zhì)的新規(guī)則。
50多個(gè)國(guó)家的超過6000名科學(xué)家參與到這一研究當(dāng)中?;谫M(fèi)米國(guó)家實(shí)驗(yàn)室萬億電子伏特加速器制造的大約30萬次夸克事件,CDF和DZero探測(cè)器1995年首次發(fā)現(xiàn)頂夸克。而歐洲核研究組織的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)制造出世界最多的頂夸克事件,自2009年以來制造了將近1800萬個(gè)頂夸克事件。