科学家精确测量亚杀菌粒子

能源部的科学家们的FERMI国家加速器实验室宣布了物质和反物质之间极快地过渡的精确测量。在Fermilab的碰撞器探测器上进行了观察结果,代表了涉及来自61个机构的700名研究人员,包括宾夕法尼亚大学。

50年来,人们已经知道,非常特殊的亚原子粒子物种可以在物质和反物质之间进行自发跃迁。在这一新结果中,CDF物理学家测量了Bs(发音为“B su欧洲杯猜球平台b s”)介子的物质-反物质跃迁速率,该介子由被强核相互作用束缚到奇异反夸克的重底夸克组成,速率惊人:每秒3万亿次。他们能够在Bs介子穿越对撞机所需的1.5皮秒时间内探测到这种振荡四次。

“通过测量粒子-反粒子转换的频率,我们可以测量粒子物理标准模型中的基本参数,”伦敦大学的副教授Joseph Kroll说宾夕法尼亚州物理与天文学系”他说。“此外,这是利用Bs介子进行更多测量的第一步。这些测量可能会揭示宇宙中物质-反物质的不对称性,并可能为我们的标准模型中目前未包含的新粒子的存在提供明确的证据。”欧洲杯猜球平台

克罗尔率先提出了CDF实验的一个组成部分,飞行时间探测器,这对于观察振荡是至关重要的。他和他的宾夕法尼亚大学同事负责设计和建造探测器信号通道中的所有电子设备,他们在监督整个项目中发挥着重要作用。

在过去的20年中,全世界有大量的实验参与了一项计划,对物质和反物质的行为进行高精度的测量,特别是当它涉及到奇异夸克、魅力夸克和底部夸克时。包含底部夸克的粒子的物理学促使建造了两个加速器复合体,一个位于加利福尼亚州斯坦福,另一个位于日本筑波,以研究这些粒子。欧洲杯猜球平台

科学家希望通过组装涉及这些粒子的异国情调行为的大量精确测量,他们可以开始了解它们为何存在,它们如何相互互动,以及他们在早期宇宙的发展中发挥了什么作用。欧洲杯猜球平台虽然它们今天都不存在,但这些颗粒在早期宇宙中存在大量丰富。欧洲杯猜球平台科学家只能在大型粒子加速器上研究它们。

在周一下午的Fermilab谈谈,CDF合作向科学界提供了第一次测量这一BS的重要转换率为每秒约3万亿次的次数,测量为2%的精确度。他们报告了CDF探测器于2002年2月和2006年1月在2006年1月期间获得的数据,称为“Tevatron Run II”的运行期,其中在Tevatron中产生了数万亿的质子 - 反罗本碰撞。有许多尝试衡量这个速度。最近的结果来自D0协作(Tevatron的CDF的姐妹实验),在那里他们在振荡频率上宣布上下界限。

“探索反世界的奥秘是我们理解早期宇宙以及我们是如何形成的关键一步,”美国能源部科学办公室主任雷蒙德·奥巴赫说。欧洲杯线上买球“由于Tevatron惊人的、破纪录的Run II亮度,像往返于反世界的振荡一样重要的发现成为可能,这是对费米实验室家族技术的致敬。”

“运行II的CDF探测器的许多升级旨在提高我们对观察BS振荡的敏感性,”Penn的Kroll说。“每个合作者都以某种方式贡献了这种测量。最终实现这一目标非常令人兴奋。”

Kroll是该团队的共同领导者,该团队由来自27个机构的80名科学家组成,他们在数据采集完成一个月后进行了数据分析,从而实现了精确测量。

在高能物理社区中,这种CDF精确测量将立即解释在宇宙如何组装的不同理论模型中。一种流行且激励良好的理论是超对称的,其中每个已知的颗粒具有其自身的“超级”合作伙伴颗粒。Fermilab理论物理学家Marcela Carena注意到超对称的一般版本预测了比实际测量的更快的过渡率,因此可以根据此结果排除这些理论中的一些理论。

“在Tevatron,”Carena表示,“关于超对称模型的性质的重要信息将从BS问题 - 反物质转换的精确测量的结合中获得,并将BS Mesons的罕见衰变的搜索到MuOn对。它甚至在大型特罗龙撞机开启核心之前,可能会在这些测量中显示超对称的间接指示。“

D0和CDF实验都希望在不久的将来在这些领域取得更好的结果。

这项研究得到了能源部和国家科学基金会的资助。欧洲杯线上买球

有关此发现发布的更多信息以及合作者的完整列表,请访问www.fnal.gov.

http://www.upenn.edu/

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