藝術(shù)與科學學院的研究人員已經(jīng)確定，所謂“迷人的歐米伽- 1”——亞原子粒子家族中被稱為baryonys的一部分壽命比之前認為的要長四倍。在《物理評論快報》(美國物理學會2018年)的一篇文章中，物理學教授Steven Blusk解釋說：新測量是基于來自于瑞士日內(nèi)瓦CERN物理實驗室大型強子對撞機(LHCb)質(zhì)子-質(zhì)子碰撞數(shù)據(jù)。Blusk和同事發(fā)現(xiàn)，在分析了近1000個查米德-歐米茄衰變的碰撞數(shù)據(jù)后，這個粒子的壽命是268飛秒。飛秒是十億分之一秒，即0.00000000001秒。關(guān)于外來粒子的壽命的理論預測通常傾向于一個特定的順序。

博科園-科學科普：理論預測，碳納米棒-歐米茄重子壽命可能是最短的，但預測是要經(jīng)過檢驗。迷人的歐米茄壽命并不像科學家們認為的那么短，它是多重粒子的壽命等級層次結(jié)構(gòu)的“本質(zhì)混亂”，這也表明需要對理論預測進行修正?？茖W家們一致認為，宇宙中的一切都來自兩組基本粒子：夸克和輕子。與本質(zhì)上是孤立的輕子(如電子)不同的是，夸克結(jié)合在一起形成了被稱為強子的復合粒子。強子有很多種，最常見的是介子(含有兩個夸克)和重子(含有三個夸克)，這些夸克有六種。

LHCb今年早些時候探測到質(zhì)子-質(zhì)子碰撞。圖片：CERN

重夸克通過粒子衰變迅速轉(zhuǎn)變?yōu)樯舷驴淇?，在粒子衰變中它們從高質(zhì)量狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈唾|(zhì)量狀態(tài)。通過大量生產(chǎn)和研究高能碰撞中的重夸克(使用粒子加速器)，可以深入了解自然的基本力量。進入Syracuse的高能物理(HEP)小組，Blusk是其中的一員，和HEP同事們在雪城設(shè)計、建造和測試檢測硬件的地方（和歐洲核子研究中心(CERN)）進行實驗。在世界上最大、最強大的粒子加速器——大型強子對撞機上，質(zhì)子束相互撞擊，速度接近光速。布盧斯克和其他來自世界各地的科學家在隨后的殘骸中尋找線索，尋找宇宙中新的或尚未被探測到的力量。

這些碎屑使他不僅能夠分析粒子延遲，還能測量介子和重子的壽命，這是在歐洲核子研究中心進行的許多類型的測量的一個例子。這些數(shù)據(jù)還有助于科學家測試量子色動力學(QCD)模型，量子色動力學是描述原子核和原子內(nèi)部粒子的理論。QCD關(guān)注的是夸克和膠子，它們是質(zhì)子和中子的基石，而質(zhì)子和中子又反過來形成原子。這個理論也解釋了膠子如何把夸克結(jié)合在一起。所有這些信息幫助我們尋求更深入、更完整的宇宙理論。歐米茄的壽命上一次測量是在近20年前，但涉及的數(shù)據(jù)樣本要小得多。

這些實驗測量的平均值大約是69飛秒——比Blusk的值低4倍。包括他在內(nèi)的所有測量結(jié)果都與歐米茄壽命的理論估計范圍不一致，歐米茄壽命從60飛秒到520飛秒不等。由于這種差異，需要進行額外的測量。此外理論家們開始仔細研究他們的QCD計算和預測。發(fā)現(xiàn)一個長期被接受的測量方法受到一個新的測量方法的挑戰(zhàn)是相當罕見和令人興奮的。期待這一結(jié)果促使對不同數(shù)量的量子色動力學(QCD)進行更精確的計算，反過來，這將改善對有魅力的重子壽命的理論預測。

博科園-科學科普｜研究/來自：錫拉丘茲大學

參考期刊文獻 :《物理評論快報》

DOI: 10.1103/PhysRevLett.121.092003

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