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家园 LHCb 发现两个新的粒子共振态

http://www.threebody.org/dp/node/65

原始出处:外链出处

LHCb 合作组观测到 Λ_b 粒子的两个新的激发态,与标准模型漂亮的符合。和质子及中子一样,Λ_b 粒子由三个夸克组成。在 Λ_b 的例子中,它们是上、下和美(底)夸克。(译者注:底夸克 bottom 有时也被称为 beauty)

尽管发现新的粒子越来越像是 LHC 实验中的例行练习,它远不是一个显然的行为,特别是当粒子的质量很高的时候。这两个 Λb 粒子的激发态在 LHC 的高能粒子质子对撞中产生,(物理学家)发现其质量分别是 5912 MeV/c^2 和 5920 MeV/c^2。换句话说,它们相当于质子或者中子5倍多的重量。

物理学家只在数据明显的显示出相关的信号时才宣布一个发现。为了达到这个目的,他们通常需要分析大量的数据样本。为了得到这个漂亮结果, LHCb 合作组分析了来自2011年数据获取期中所得到的60万亿(6×10^13)个质子对撞中的信息。特别的,由于激发态在衰变之前仅仅存在很短时间,物理学家们仔细研究了衰变产物,并且追踪整个过程回到其衰变顶点。这个分析花了科学家们几个月的时间,直到今天他们才能拿出具有非常高的统计显著性的发现——第一个激发态是 4.9 σ,第二个则是 10.1 σ。

根据标准模型——这个理论告诉我们夸克是如何组成粒子和物质的,尽管科学家们在之前从来没有观测到 Λb 的激发态,他们还是期望其存在。 因此,LHCb 的结果是对这个理论的成功的新的证实。

物质的激发态

物质能够由不同的能量状态组成。最稳定的——也就是那些在衰变前存活得最长的——被称为“基态”,在这种态下,粒子具有最低可能的能量。而具备更高的能量的态被称为“激发态”。自然界允许它们存在,但是很不稳定。形成的能量越高(或者说,质量),它们就越不稳定。

关键词(Tags): #LHC#粒子物理
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