寻找新粒子：发现轴子能解答物理学中最令人困惑的问题之一

发布时间：2023-06-16 09:44:42 所属栏目：外闻来源：

导读：当今物理学中最引人注目的谜团之一是科学家所说的“强CP问题”。源于令人费解的现象，即中子不与电场相互作用，尽管它由夸克（较小的，携带电荷的基本粒子）组成 - 强CP问题质疑物理学的标准模型，或科学家

当今物理学中最引人注目的谜团之一是科学家所说的“强CP问题”。源于令人费解的现象，即中子不与电场相互作用，尽管它由夸克（较小的，携带电荷的基本粒子）组成 - 强CP问题质疑物理学的标准模型，或科学家多年来一直用来解释自然定律的理论。

明尼苏达大学双城分校理论物理学家领导的研究小组已经找到一个新的方法寻找轴子,这种假设粒子能帮助解开谜团。与费米实验室国家加速器实验室的实验研究人员合作，物理学家的新策略为在粒子对撞机实验中检测轴子开辟了以前未探索的机会。

“作为粒子物理学家，我们正在努力发展我们对自然的最佳理解，”该论文的合著者，明尼苏达大学物理与天文学学院助理教授刘震说。“在过去的一个世纪里，科学家们在通过既定的理论框架寻找基本粒子方面取得了巨大的成功。因此，令人非常困惑的是，为什么中子不与电场耦合，因为在我们已知的理论中，我们期望它们会耦合。如果我们能够真正发现轴子,那将是关于大自然结构的基本概念中的一个巨大进步。

刘和他的团队提出的方法涉及测量假设轴子变成两个μ介子的“衰变”产物 - 或者当不稳定的重粒子转化为多个较轻粒子时会发生什么 - 已知粒子本质上是电子的较重版本。通过从探测器中的μ介子轨迹向后工作以重建这种衰变，研究者认为其有机会将该轴定位并在试验中证明其存在。

“通过这项研究，我们正在扩展寻找轴子粒子的方式，”该论文的合著者，明尼苏达大学物理与天文学学院和威廉精细理论物理研究所的博士后研究员Raymond Co说。“人们以前从未使用轴子衰变成μ介子作为在中微子或对撞机实验中寻找轴子粒子的一种方式。这项研究开辟了新的可能性，为我们领域的未来努力铺平了道路。

Liu和Co以及明尼苏达大学物理学和天文学博士后研究员Kun-Feng Lyu和加州大学伯克利分校博士后研究员Soubhik Kumar是该研究的理论部分的幕后推手。他们是ArgoNeuT合作的一部分，该合作汇集了来自全国各地的理论家和实验学家，通过费米实验室的实验来研究粒子。

（编辑：汽车网）

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