在大型强子对撞机中检测到罕见的超核

万象经验 2023-08-31 10:32:49

原子核是由质子和中子组成的,而质子和中子又是由夸克组成的。夸克有六种不同的“味道”,分别是上、下、奇、粲、底和顶。在正常情况下,我们只能观测到由上夸克和下夸克组成的质子和中子,因为它们是最稳定的组合。但是,在极端的条件下,例如在高能量的粒子对撞机或者致密的中子星内部,可能会产生一些含有其他味道夸克的粒子,例如奇异夸克。

这些含有奇异夸克的粒子被称为超子,它们是一种重子,也就是由三个夸克组成的复合粒子。超子有很多种类,其中最简单的一种是Λ超子,它由一个上夸克、一个下夸克和一个奇异夸克组成。Λ超子是不稳定的,它会很快地衰变成一个质子和一个π−介子,或者一个中子和一个π0介子。介子是另一种复合粒子,它由一个夸克和一个反夸克组成。

如果一个超子被捕获到一个原子核中,那么就形成了一种超核,它是一种含有超子的原子核。超核也是不稳定的,它会衰变成普通的原子核和其他粒子。例如,如果一个Λ超子被捕获到氚的原子核中,那么就形成了一种超氚,它由一个质子、一个中子和一个Λ超子组成。超氚会衰变成氦-3和一个π−介子。

为什么我们要关心超核呢?有两个原因。第一个原因是,超核可以帮助我们测试标准模型。标准模型认为,除了质量之外,电子和它的重表亲μ子是完全相同的。这意味着,如果一个原子核可以衰变成一个电子和一个π介子,那么它也应该以同样的概率衰变成一个μ子和一个π介子。但是,实验发现了一个违反这个预期的结果:B介子似乎衰变成μ子比衰变成电子少了15%。这可能意味着电子和μ子之间存在着一些我们还不知道的差异。

第二个原因是,超核可能与天文学有关。科学家认为,在中子星内部,由于极端的密度和压力,可能会形成超核。中子星是一种奇特的天体,它们是由爆发成超新星后留下来的恒星核心组成的。它们非常小而密,所以它们内部的物理学很难探测和理解。如果我们能够在实验室里制造和研究超核,那么我们就可能能够揭示中子星内部的奥秘。

但超核是非常罕见的,因为要产生它们需要很高的能量和很特殊的条件。目前,我们只能在大型强子对撞机这样的设备中观测到它们。大型强子对撞机是世界上最大的粒子加速器,它可以让质子以接近光速相互碰撞,并产生各种各样的粒子。在2016年到2018年期间,物理学家记录了100多个罕见的、不稳定的超核——包括超氚和反超氚。

为了发现这些超核,物理学家使用了一种新的技术来分析大型强子对撞机收集到的数据。他们并没有直接探测到超氚或反超氚,而是探测到了它们衰变后产生的粒子。当不稳定的粒子衰变时,它们会转变成一系列更低质量的粒子。

质子在大型强子对撞机中相互碰撞,释放出一定的能量,有一定的几率产生一些粒子的混合物。在这种罕见的情况下,一个超氚会出现,它会飞行大约40厘米,然后在大约240皮秒内衰变成一个反质子和一个π+介子。π+介子会从核中飞出,但反质子会留在核内,使超氚转变成反氦。

这些π+介子和氦/反氦核是物理学家在大型强子对撞机数据中探测到的,他们使用了一种新的方法来识别氦,这是对撞机最初没有设计的功能。通过测量这些核的质量,他们能够追溯它们的形成是由超氚的衰变造成的。

这是一个非常令人兴奋的发现,因为它不仅展示了大型强子对撞机的强大能力,还为我们提供了一种探索新物理学的途径。如果我们能够更多地了解超核的性质和行为,我们就可能能够解决一些关于标准模型和中子星的谜题。当然,这还需要更多的数据和分析来验证和完善,但是我们已经迈出了重要的一步。

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评论列表

鼻涕太韧咬不断

鼻涕太韧咬不断

9
2023-09-01 00:39

懵逼树上懵逼果,懵逼树下你和我[得瑟]

塑技

塑技

8
2023-09-01 04:56

我像看天书一的看完,虽然一脸懵逼,但是感觉很厉害的,就像普通人真的看到了神仙。

元道

元道

7
2023-10-10 10:29

好文章[点赞][点赞][点赞][点赞]

牛大饱

牛大饱

6
2023-10-07 14:28

直接滑下来看评论,果然一片懵逼[笑着哭][笑着哭]

Chen

Chen

6
2024-08-08 19:10

目前看来LHC完全是浪费钱,基本上没取得啥重大成果,说是找到HIGGS粒子,但也没说是标准模型预言的还是超对称模型预言的

大鷹

大鷹

5
2023-09-07 17:52

这类研究毫无意义!

突然有人说阿姨洗铁路你怕不 回复 11-01 15:48
我觉得你受到小说三体的影响太大,现实是在未知领域,在不清楚具体之前谁也不敢保证投入打水漂,看整个科学史,左右研究方向的是话语权,比如进化论的沉浮,其实是社会方向的转变

大鷹 回复 突然有人说阿姨洗铁路你怕不 11-01 16:09
很高兴你对科学的关注。我从不看科幻作品,因为逻辑关系上很难容忍这类的错乱。我说的每一句话都基于理论依据,当然你不一定明白,这很正常。

写经人

写经人

3
2023-09-11 20:11

大家好!有大新闻,我用观测实验“对钟”推翻相对论。请在B站看《对钟推翻双生子佯谬》,《gps和北斗的对钟推翻相对论》这两个视频。主流倒了,科学革命已经开始,这又是一个群星璀璨的时代。

元宝

元宝

3
2023-10-26 19:37

什么东西

老卢

老卢

3
2023-11-12 10:39

能量也可生成,超重元素,但原理,未知数

老卢

老卢

3
2024-08-27 20:37

一但确定,就可确定引力因子的物质形式

老卢

老卢

3
2024-08-27 20:33

电子能衰变,可改变能量形式,最低能量,磁力线,未确认

用户15xxx11

用户15xxx11

2
2023-10-25 10:44

我看到了超超核白色的,医生说是白内障

L觉醒者Z十万个为什么

L觉醒者Z十万个为什么

2
2023-12-06 23:51

宇宙的作用又是什么?宇宙为何诞生?整天对撞撞来撞去啥都得不到

老卢

老卢

2
2024-02-14 15:59

超重物质粒子,能量大,也不稳定,很容易衰变,转换其他物质基础

Ydccaep

Ydccaep

2
2024-06-02 12:54

搞点复杂现象实验,花钱为悖论蛊惑!……在水往低处流现象里不可能归纳出万有引力定律。需要的是真正的新观测!

寂寥山雀

寂寥山雀

2
2024-07-10 13:31

一切源于虚无,无中生有……

临时用户

临时用户

1
2023-08-31 11:29

一脸懵逼的来,一脸懵逼的走[无奈吐舌]

骑着猪看日出201602

骑着猪看日出201602

1
2023-09-03 21:52

长个啥样子?圆的还是方的?好歹有个照片看看啊

凡尘

凡尘

1
2023-10-20 12:49

欧美毒瘤都不再投资了,应该对现在人生没有很大用处

老卢

老卢

1
2023-11-12 11:02

能量转换物质方程式[点赞]

老卢

老卢

1
2024-06-11 09:55

电子,可以衰变不

老卢

老卢

1
2024-08-27 20:29

接近光速的物质粒子,能量巨大

苍鹰

苍鹰

2023-10-15 18:45

所为的超核的寿命240皮秒,时间好长啊。

凡尘

凡尘

2023-10-20 12:49

还不如投资研发“宇宙飞船”

ab3721a

ab3721a

2023-10-21 07:01

对撞机中的粒子在变化的电磁力(引斥力)作用下分分合合 使粒子变化 加速电磁场的电磁物质也会加入变化中的 电磁力是宇宙一切变化的力量 宇宙 地球是一个变化不均匀的电磁场 物体 粒子是电磁物质的聚集体 中子原子是带电的 任何物体任何两点都变化的电参数 带电体之间的力量是变化的电磁力 物体之间不但有引力 还有斥力 只是大小不同 二者相互依存 在一定范围之内相互转换 是电磁力人与人之间 国与国之间 人与环境之间的作用是相互的电磁力 是作用力与反作用力的关系 分为引力和斥力及转换宇宙法则是一杆称 即平衡或是公平 是作用力与反作用力的平衡

我提供能量反应

我提供能量反应

2024-02-26 14:37

时间推动反应,反应契合逻辑。

老卢

老卢

2024-03-02 12:33

也预见,反物质,生成,只能在超大质量黑洞中心,才有能存在

老卢

老卢

2024-03-02 12:27

原来,超重粒子,可以,以衰变形式,转换化学形式

万象经验

万象经验

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