电磁学和弱核力相互作用的新发现

发布时间：2023-06-09 13:18:02 所属栏目：外闻来源：

导读：当中子中的下夸克发射W玻色子并转化为上夸克时，旋转的中子分解成质子，电子和反中微子。带电粒子之间的光量子（γ）交换改变了这种转变的强度。图片来源：Vincenzo Cirigliano，核理论研究所。

在原子核之外

当中子中的下夸克发射W玻色子并转化为上夸克时，旋转的中子分解成质子，电子和反中微子。带电粒子之间的光量子（γ）交换改变了这种转变的强度。图片来源：Vincenzo Cirigliano，核理论研究所。

在原子核之外，中子是不稳定的粒子，寿命约为十五分钟。中子由于弱核力而分解，留下质子、电子和中微子。弱核力是宇宙中的四种基本力之一，与强力、电磁力和引力并列。

将中子衰变的实验测量结果与基于弱核力的理论预测进行比较，可以揭示尚未发现的相互作用。为此，研究人员必须达到极高的精度水平。核理论专家研究发现了由弱力和电磁力共同作用导致的,而这种衰变量相对更大的新型中子衰变效应。

这项研究确定了旋转中子经历弱合力的强度变化。这有两个主要含义。首先，自1956年以来，科学家们已经知道，由于动力较弱，一个系统和一个像其镜像一样构建的系统的行为方式不同。换句话说，镜面反射对称性被打破了。这项研究影响了对相互作用的寻找，技术上称为“右旋电流”，在不到百分之一厘米的非常短的距离内，恢复了宇宙的镜像反射对称性。其次，这项研究指出需要以更高的精度计算电磁效应。这样不仅仅是做实验室需要学生们使用现代化的未来的高性能计算机。

该计算是用一种称为“有效场论”的现代方法进行的，该方法有效地阻止了涉及强相互作用粒子的现象中基本相互作用的重要性。研究小组发现了核子轴向耦合gA的百分比水平转变，gA控制着旋转中子的衰变强度。新的校正源于带电介子的发射和吸收，这些介子是强核力的介质。虽然当前的有效的场论提供了对不确定性的估计，但提高当前的精度将越来越需要在能源部下一代的超级计算机上快速准确地进行高级复杂的计算。

研究人员还评估了对右手电流搜索的影响。他们发现，在包括新的校正之后，实验数据和理论是一致的，目前的不确定性仍然允许在相对较低的质量尺度上出现新的物理学。他们的研究结果表明，这些发现可能有助于解释量子力学中的许多问题，包括在光速不变的情况下，如何解释电子的运动。

（编辑：汽车网）

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