【實驗探討了弱相互作用的強度】

八方

【實驗探討了弱相互作用的強度】

 

 

Q-弱在 Jefferson 實驗室測量了質子的微弱電荷

國際協作取得第一次測定質子"微弱電荷"— — 一個與有關的弱相互作用的強度的量。

Q 弱實驗合作，在弗吉尼亞州的紐波特紐斯，Jefferson 實驗室工作說，到目前為止分析資料的數量很少同意粒子物理學的標準模型的預測，但它認為有充分的分析仍然可以透露"新物理學"的存在。

在自然中的所有基本力有一種力量，由某些粒子參數決定的。

例如，引力的強度是由粒子的品質，決定雖然電磁學的強度由電荷。

同樣地，弱力的放射性衰變，控制著的強度是由稱為微弱電荷屬性確定。

事實上，物理學家知道電和弱的收費到另一個與自 1960 年代後期，當電磁力和弱力被統一成一個單一的電弱理論，形成了粒子物理學的標準模型的一部分。

精確的測量微弱電荷回去的幾十年，當該屬性被確定為銫 133 原子核。

最近，在 2004 年，物理學家在加利福尼亞州斯坦福直線加速器中心弱電子電荷的測量，更發現它要符合標準模型預測的略大於零。

電子和質子的弱收費是特別有趣，因為粒子是相對簡單的系統。

這種簡單性是重要的當它來到解釋任何測量的偏差從標準模型的預測。

具有挑戰性的測量

在過去，測量質子的微弱電荷已被認為幾乎太具挑戰性來執行。

一個問題是質子不是點狀粒子 — — 它由三個誇克組成。

其結果是，理論家們需要確保他們充分瞭解其內部結構的捐款。

但另一個問題是實驗： 測量需要難以置信的強大和穩定的電子束，所有的電子自旋兩極化方向相同。

這種光束必須開槍質子以記錄偏差為幾個部分像一樣微妙不同偏振散射在 10 億。

現在，這種挑戰一直由 Q-弱實驗合作。

在 Jefferson 實驗室使用的粒子加速器，研究人員發送一束自旋極化電子入樣品的液態氫 — — 本質上，一個燒瓶裡的質子 — — 所以，電子掉散在小的看了一眼可以測量的角度。

理論說質子的微弱電荷有潛移默化的影響率電子分散在其中。

這種效果，也是依賴的自旋電子 ；所以通過翻轉電子自旋和記錄在散射率的變化，研究人員就能夠確定質子的微弱電荷。

標準模型非常精確地預測質子的微弱的充電應該是幾乎為零。

這是 Q 弱協作的測量 — — 但只是 4%的資料進行了分析。

看看這主要作為質子，微弱電荷不是作為我們的期末測試的標準模型中，第一次測定"說Roger 烈，協作的發言人。

他期望一個更明確的結果，在一年左右。

目前仍無定論!"他補充道。

潛伏在資料中的驚喜

事實上，烈是開放的建議，超出標準模型的物理仍能顯示出在最終結果中，他和他的同事們分析了其餘的資料。

這種新的物理學可能遠比任何目前已知重的粒子。

例如，在超對稱，合作夥伴所有當前基本粒子與主機的更大規模的"sparticles"的理論中，預測較重的顆粒。

他們還預測被所謂的大統一理論，旨在統一與電弱理論的強大力量。

如果超出標準模型物理為止束一直躲著我們這種隱身的方式，弱電荷測量可能提供第一次的跡象表明，它的存在

麻塞諸塞大學阿默斯特 Michael 拉姆齊 Musolf 烈承認任何證據的更徹底的質子的微弱電荷測量中的新物理不會很直接，因為它可能例如在大型強子對撞機 （LHC） 在瑞士日內瓦的歐洲核子研究中心。

是否你看到在大型強子對撞機實驗中的新物理，你有它在包裡，這麼說，他說。

但他補充說，LHC 仍然可以運行能量之前它檢測到任何事情 — — 不遭受如 Q 弱精密邊疆"實驗的一個障礙。

我們不需要製造更高和更高能量加速器，只是進行更多精確的測量。

最後可能的更容易，他說。

事實上，理論家 Michael 拉姆齊-Musolf 在麻塞諸塞大學阿姆赫斯特認為某些部分的理論，包括超對稱性，永遠不會出現在大型強子對撞機，但有可能出現在弱電荷測量中。

"是否超出標準模型物理為止束一直躲著我們這種隱身的方式，弱電荷測量可能提供第一次的跡象表明，它的存在，"他說。

理論家Victor Flambaum在悉尼，澳大利亞，新南威爾士大學同意進行的測量將會提供超對稱性和大統一理論的一個重要的測試。

質子的微弱電荷的 Jefferson 實驗室測量是一項偉大成就，他補充道。

研究是將發表在物理評論快報。預印本可以發現在arXiv:1307.5275.

關於作者

喬恩 · 卡特賴特是總部設在英國布里斯托爾的自由撰稿人

 

 

引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fsep%2F16%2Fexperiment-probes-strength-of-the-weak-interaction