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希格斯玻色子或能在LHC中衰变成暗物质 科学家正寻找答案

时间:2022-12-04 03:48:29

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希格斯玻色子或能在LHC中衰变成暗物质 科学家正寻找答案

据计算,暗物质是普通物质的约5倍,但是人们尚未直接发现它。许多不同类型的实验都试图找到它,现在欧洲核研究中心(CERN)参与了搜索,他们正在测试着名的希格斯玻色子是否会衰变成暗物质。

大型强子对撞机(LHC)以惊人的速度碰撞粒子,以探索宇宙的奥秘。在这种情况下,通常会产生新的奇异粒子,这使科学家们有一个短暂的机会来研究几乎不可能自然遇到的事物。

大型强子对撞机最突破的发现之一是希格斯玻色子,发现于。这个长期存在的假设粒子是粒子物理学标准模型的最后难题,人们相信它为其他基本粒子创造了获得质量的方法。

自从发现希格斯玻色子以来,科学家就用它来探索其他粒子物理学的奥秘。希格斯玻色子将迅速衰减成其他粒子。此外,设备可能无法直接检测到某些颗粒。

但是,在这种情况下,未检测比检测更令人兴奋。由于某些类型的粒子不太可能与普通物质相互作用,因此,如果希格斯玻色子会产生此类粒子,它们将漂浮并忽略碰撞墙的存在。然后,科学家将注意到残骸中缺乏能量,并能够推断出有关“隐形”粒子的某些信息。

如果希格斯玻色子衰变成四个中微子,只有不可见的衰变产物符合标准模型,但这极不可能,而且发生的可能性仅为0.1%。

看不见的粒子之一可能是暗物质。据说,这种奇怪的物质渗透到宇宙中并有效地将宇宙凝聚在一起,但它仍然非常难以捉摸。它的引力影响是显而易见的,但似乎并没有反射或发出任何类型的光。

考虑到希格斯玻色子在“赋予”粒子质量中的作用,并且暗物质只能通过其质量来检测,因此两个粒子应该相互作用。因此,在这项新研究中,科学家与欧洲核子研究组织的ATLAS合作,开始检查希格斯玻色子是否正在腐烂成暗物质。

该团队检查了LHC的第二次运行(至)的整个数据集。在这三年中,发生了约100万亿次碰撞。研究人员在所有这些数据中发现,在标准模型的已知过程中,不可见粒子事件未超过背景值。在这方面,研究小组可以将希格斯玻色子衰变成不可见粒子的频率上限降低-不超过13%的机会。这听起来似乎更有可能,但是它是从以前的模型派生而来的,他们认为这种情况最多可能发生30%。

研究人员说,尽管这次他们没有发现任何暗物质的迹象,但这项工作仍然有助于限制该物质的性质。在这个实验和许多其他试图找到它的实验之间,暗物质可能不再隐藏。否则人类将越来越接近意识到它不存在,因此现在需要对所使用的模型进行调整。无论如何,搜索都将继续。

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