对W玻色子质量的最新分析表明|w玻色子是什么?( 三 )


费米实验室CDF探测器的粒子碰撞计算机图像 , 显示了一个W玻色子衰变成一个正电子(左下洋红色块)和一个看不见的中微子(黄色箭头)
随着Tevatron的关闭 , 确认或否定CDF测量结果的责任落在了大型强子对撞机(LHC)上 。 事实上 , 该装置已经产生了比Tevatron更多的W玻色子 , 但其更高的碰撞率使得对W玻色子质量的分析更加复杂 。 不过 , 通过收集更多的数据——可能是在更低的束流强度下——LHC有望在未来几年解决这些问题 。
与此同时 , 理论物理学家们不得不开始思考“超重的”W玻色子可能意味着什么 。 一个μ介子在衰变为电子时会短暂地释放出W玻色子 , 这中间W玻色子可以与其他粒子相互作用 , 甚至与尚未被发现的粒子相互作用 。 这种与未知粒子的相互作用可能使W玻色子的质量测量出现偏差 。
另一种可能是 , 较重的W玻色子可能是由另一个希格斯玻色子导致的 , 它比我们已知的希格斯玻色子更不活跃 。 或者 , 这可能是由于一种新的大质量玻色子介导了一种弱力的变体 , 或者是由多个粒子组成的“复合”希格斯玻色子 , 一种新的力将它们结合在一起 。
一些理论物理学家怀疑 , W玻色子质量的异常可能源于超对称性理论所预测的粒子 。
超对称性理论是一个得到长期研究的框架 , 将物质粒子和承载力的粒子联系起来 , 为每一个已知的粒子都假定了一个尚未发现的相反类型的粒子——或可称为“拍档”(费米子的超对称粒子) 。
不过 , 科学家在大型强子对撞机中一直未能发现超对称粒子 , 超对称性理论也就不再流行了 , 但一些理论物理学家仍相信该理论是正确的 。
斯文·海因迈耶和他的合作者最近计算出 , 某些超对称粒子能够解决另一种假定的与标准模型不符的现象 , 即μ子g-2异常 。 这样一来 , 这些粒子也可能使W玻色子的质量略微上升 , 尽管还不足以匹配CDF的测量结果 。 他说:“帮助我们研究g-2的粒子 , 也可能帮助我们研究W玻色子质量 , 这很有意思 。 ”
实验物理学家们在精密测量方面的辛勤工作 , 使研究人员更加乐观地认为 , 期待已久的突破即将到来 。 总的来说 , 物理学家正在接近取得突破的时刻 , 也正在接近真正地超越标准模型 。
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