據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)27日報道，美國科學(xué)家借助歐洲核子研究中心（CERN）的大型強子對撞機（LHC）和其緊湊繆子線圈實驗（CMS），首次觀察到極罕見的玻色子“三胞胎”生成事件，這一成果或有助科學(xué)家發(fā)現(xiàn)超越粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理學(xué)。

研究人員稱，最新觀測涉及W或Z玻色子“三胞胎”的生成。玻色子包括光子、W玻色子、Z玻色子、膠子和希格斯玻色子。W或Z玻色子都攜帶弱力，但Z玻色子不帶電荷。弱力是宇宙四大基本自然力（另外三種力分別為強力、電磁力和萬有引力）之一，與放射性現(xiàn)象和太陽內(nèi)部熱核過程密切相關(guān)。粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型是描述強力、弱力、電磁力及組成物質(zhì)的基本粒子（包括玻色子）等的理論。

當(dāng)被加速到接近光速的高能質(zhì)子束沿著LHC的圓形軌道在幾個點迎面相撞時，就會有玻色子“三胞胎”生成——兩個質(zhì)子相撞時，質(zhì)子內(nèi)部的夸克和膠子被迫分開，W或Z玻色子隨之出現(xiàn)。在極罕見的情況下，它們以“三胞胎”形式——WWW、WWZ、WZZ和ZZZ出現(xiàn)。

該研究主要負(fù)責(zé)人之一、加州理工學(xué)院高能物理研究團隊的張志財表示，10萬億個質(zhì)子—質(zhì)子碰撞，才會生成一個此類“三胞胎”，這些事件發(fā)生的概率僅為發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子的50分之一。

此前，科學(xué)家曾在LHC上觀察并測量兩個大質(zhì)量玻色子的產(chǎn)生，但這是首次觀察到玻色子“三胞胎”的產(chǎn)生。

高能物理團隊負(fù)責(zé)人哈維·紐曼解釋說：“通過觀察星系的旋轉(zhuǎn)和分布，我們知道暗物質(zhì)在發(fā)揮引力作用，但標(biāo)準(zhǔn)模型不包含暗物質(zhì)、暗粒子，甚至不包括引力，我們推測，有比標(biāo)準(zhǔn)模型更基本的理論等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)?！?/p>

LHC目前正在升級，計劃于2021年“王者歸來”，并運行至2024年，隨后再次升級，以將其數(shù)據(jù)收集能力提高30倍，“高亮度LHC”計劃從2027年開始運行10年。

紐曼表示，通過收集更多此類事件和其他罕見事件的數(shù)據(jù)，研究人員將能以更高精度測試對標(biāo)準(zhǔn)模型的預(yù)測，最終發(fā)現(xiàn)并研究超越標(biāo)準(zhǔn)模型的新相互作用。