三角奇点的首个证据?

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本文来自微信民众号:原理(ID:principia1687),作者:二宗主,题图来自:pexels



最近,《物理谈论快报》杂志上刊登了一项有趣的新发现。一个国际物理学家团 tuan[队在重新检查了由粒子加速器在已往 *** 到的粒子对撞数据后,似乎发现了一个寻找已久的效{xiao}应——三角奇点(triangle singularity)


20世纪50年月,前苏联物理学家列夫【fu】朗道(Lev Landau)首次预言了三角奇点的存在。这种征象形貌的是一种罕有的亚原子历程,在这个历程中,粒子会通过交流夸克来改变自己的身『shen』份,以此来模拟一个新的粒子。


长时间以来,物理学家一直无法直接证晴朗道提【ti】出的这一假设。若是物理学家能够证实这种奇异粒子的身份交流征象是真实存在的,那么这将有助于我们更好地《di》明白将原子{zi}核连系在一起的强力——自然界中已知的四种基本力中的一种



在更进一步探讨这项新发现前,我们有需要先往返顾一下夸克。我们知道夸克有6种位,划分为上(u)、下(d)、粲(c)、奇(s)、底(b)、顶(t),它们各自有与之对应的携带相反电荷的反物质粒子。


凭『ping』证一些简朴的【de】规则,夸克可以相互连系,形成〖cheng〗一种「zhong」名为强子的复合粒子,好比一个 ge[夸克和一个反夸克可以组成介子,三个夸克连系在一起可以组成‘cheng’重子(如质子、中子)


除了介子和重子外,夸克还可能以其他方式组合,例如两个夸克和两个反夸克可以组成四夸克态。近年来,物理学家已经发现了存在四夸克态简 jian[直凿证据。这里,我们要提到的是欧洲核子中央(CERN)在2015年的一项耐人寻 xun[味的发现。


 今年7月份,物理学家宣布发现了一个新的四夸克态,由两个粲夸克、一个反上夸克和一个反下夸克组成。| 图片泉源:D. Dominguez/CERN


COMPASS(结构和光谱学用通俗介子和质子装置)是在CERN举行的一项实验,实在验目的是为了研究强子的结构和光谱。在COMPASS的实验中,涉及到了一种名为介子的粒子。介子由一个夸克和一个反夸克组成,强力会将介子内的夸克和反夸克粘在一起。


与其他三种基本力(引力、电磁力、弱力)相比,强力有一个异常迷人的特点〖dian〗:它的强度并不会随着距离的增添而削弱,而是会随着夸克间的距离的增添而增强。这有点类似于橡皮筋在被拉伸时的拉力——拉得越开,力就越强。

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在实验中,研究职员选择在一个名为超级质子同步加速器的加速『su』器中,将介子加速到靠近光速的速率。接着,将介子与氢原子核相撞,就会发生异常强《qiang》烈的袭击,从《cong》而打破夸克之间的强力键,导致“橡皮筋断(duan)裂”。这个历程会释放出所有被压{ya}制的能量,这些能量会转化成物质,发生新的粒子。


2015年,在剖析了COMPASS探测器所纪录到的5000万次这样《yang》的‘de’碰撞之后,研究职员发现了差异寻常的信号。信号解释,在发生碰撞之后,有一种短暂存在的奇异粒子发生了。那时,他们以为这种新的「de」粒子是由四个夸克组成的,而且它是一个很不稳固的四夸克态,会随即衰酿成其他的器械。研究职员将这种粒子命名为a₁(1420)。


然而,新的剖析解释,COMPASS发现的a₁(1420)信号实在不是新的奇异强子(zi),而是三角奇点的首个观察证据



凭证新的研究,介子在撞击氢原子盘据后,所有的强力能量发生了大量的新粒子。其中一些粒子是K介子——另一种夸克-反夸克对。在异常罕有的情形下,当两个K介子发生时,它们会更先“脱离旅行”,并最终衰酿成其他更稳固的粒子,但在‘zai’衰变之前,它们会交流“liu”一个夸克,然后在这个历程中改变自己的“身份”。


 三角奇点的图 tu[示。这一历程之以是被命名为三角奇点,是由于在费曼图中,它的次级『ji』衰变产物会与低级衰变产物融合,发生“sheng”一个三角。| 图片泉源:Bernhard Ketzer/Uni Bonn


新研究指出,正是两个K介子之间的短暂的夸克交流,发生了看起来就像是由一个四夸克发出的信号。在这种情形下,两个K介子交流夸克后,形成了三角形的两个角,而它们交流的夸克粒子形成了三角的第三个角。在这种情形下,形貌亚原子粒子间的相互作用《yong》的数学方式就失效了。这些特征正是“三角奇点”名字的由来。


新的研究解释,2015年的实验是所有实验中最靠近现实观察三角奇点的一次。然而,这并不是一个确凿的证据。虽然与四夸克态模子相比,三角奇点模子具有更少的参数,并能提供更好的数据拟合,但这并不是决议性的{de},由于用原始的四夸克态模子仍然可以注释这些数据。


不外,这将会是一个有趣的想「xiang」法,若是它确立,那么它将是对强力的有力探测,质子、中子等强子有着比物理学家预期要重得多的质量,其中只有一小部门质量可以用希格斯机制来注释,更大一部门质量是由强力导致的。三角奇点「dian」将有助于物理学家更好地明白强力的性子,或许另有助于明白它对粒子质量的孝顺。


参考泉源:

https://www.livescience.com/first-evidence-triangle-singularity

https://cerncourier.com/a/compass-points-to-triangle-singularity/

https://www.uni-bonn.de/en/news/200-2021


本文来自微信(xin)民众号:原理(ID:principia1687),作者:二宗主

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     发布于 2021-09-18 00:04:52  回复
  •   【大公报讯】记者解雪薇报道:本港至今有逾万名新冠肺炎康复者,医管局临床熏染病治疗专责小组暨熏染病中央医务总监曾德贤透露,以玛嘉烈医院为例,收治的跨越1300名新冠患者中,约有两至三成人已接种或预约接种新冠疫苗。他引述医学杂志示意,康复者仅需打一针增强剂,体内抗体已跨越打两针疫苗,以为康复患者无需要检测抗体。我醉了

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