物理学家可能正在触及标准模型的边界。欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机(LHC)的一项罕见粒子衰变测量,显示出近年来超越标准模型的最强暗示之一。

研究团队检测到了B介子衰变中的异常模式。这种亚原子粒子的衰变方式——即一种粒子向另一种粒子的转化过程——与标准模型的预测存在明显偏差。相关测量结果发表于《物理评论快报》,显示与理论预期存在四个标准差的张力。

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换算成通俗概率:在综合考虑实验结果与理论预测的不确定性后,若标准模型正确,数据中如此极端的随机波动仅有一万六千分之一的概率。这已接近粒子物理学中"发现"新现象的常规阈值(五个标准差)。

标准模型是过去50年粒子物理学的理论基石,建立在量子力学与爱因斯坦狭义相对论两大20世纪物理学突破之上。它描述了四种基本力中的三种——电磁力、弱力和强力,以及构成物质的基本粒子。然而该理论始终存在明显缺口:不包含引力,也无法解释约占宇宙质量25%的暗物质。

大型强子对撞机位于法国与瑞士边境地下27公里长的环形隧道中,核心使命正是测试标准模型并寻找其失效之处。质子束以相反方向高速运动并发生对撞,科学家借此捕捉新物理的蛛丝马迹。此次异常信号来自LHCb实验——专门分析这些对撞产物的探测器。

值得注意的是,标准模型虽被公认不完整,却在50余年愈发严苛的检验中从未出现裂缝。若此次B介子衰变异常得到验证,将是半个世纪以来该理论首次遭遇实质性挑战。研究团队强调,目前结果尚需更多数据确认,但新物理可能正在LHC的对撞数据中悄然浮现。