美国Fermilab宣布发现单个的顶夸克事例

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/06 02:11:41
上周三老板就内部发布了此消息,昨天Fermilab的人集体开party庆功。
在此以前的实验观测到的top quark都是由强相互作用产生的,因此只能是成对产生。现在观测到的单个的top quark事例,是由弱相互作用,通过改变电荷的W Boson的作用顶点产生的。其难度较之过去的观测大大增加,因此相比于top quark在Tevatron的首次发现(1995),晚了接近14年。
这个发现进一步验证了粒子物理的基本参数(CKM矩阵元|V_{tb}|)。也许其更大的意义是,这个事例的反应过程很接近理论预期的在Tevatron发现Higgs Boson的主要反应道:只需将tbW的顶点换成HWW的顶点就得到了理论预期的主要反应道,而且其主要分支比的最终产物应该是一致的(2个b quark的jet,以及W Boson的衰变产物)。所以可以看成是在Tevatron最终发现Higgs Boson的一个演习。
http://www.fnal.gov/pub/presspass/press_releases/Single-Top-Quark-March2009.html

BTW:因为LHC的故障,很多人又开始把目光投向了世界第二的Tevatron。“美国费米国家实验室(Fermilab)称,兆电子伏特加速器(Tevatron,又称同步回旋加速器)最先发现“上帝粒子”的概率是,在最坏的情况下为50%,最理想的情况下是96%。”:D
http://bbs.cjdby.net/viewthread.php?tid=587806上周三老板就内部发布了此消息,昨天Fermilab的人集体开party庆功。
在此以前的实验观测到的top quark都是由强相互作用产生的,因此只能是成对产生。现在观测到的单个的top quark事例,是由弱相互作用,通过改变电荷的W Boson的作用顶点产生的。其难度较之过去的观测大大增加,因此相比于top quark在Tevatron的首次发现(1995),晚了接近14年。
这个发现进一步验证了粒子物理的基本参数(CKM矩阵元|V_{tb}|)。也许其更大的意义是,这个事例的反应过程很接近理论预期的在Tevatron发现Higgs Boson的主要反应道:只需将tbW的顶点换成HWW的顶点就得到了理论预期的主要反应道,而且其主要分支比的最终产物应该是一致的(2个b quark的jet,以及W Boson的衰变产物)。所以可以看成是在Tevatron最终发现Higgs Boson的一个演习。
http://www.fnal.gov/pub/presspass/press_releases/Single-Top-Quark-March2009.html

BTW:因为LHC的故障,很多人又开始把目光投向了世界第二的Tevatron。“美国费米国家实验室(Fermilab)称,兆电子伏特加速器(Tevatron,又称同步回旋加速器)最先发现“上帝粒子”的概率是,在最坏的情况下为50%,最理想的情况下是96%。”:D
http://bbs.cjdby.net/viewthread.php?tid=587806
美国能源部费米国家加速器实验室的科学家们表示,他们在粒子对撞实验中观察到了单个顶夸克的产生。单顶夸克的发现证实了粒子物理学中包括夸克总数在内的一些重要参数,对费米实验室Tevatron加速器正在进行的寻找上帝粒子“希格斯玻色子”的工作有重要意义。相关研究论文刊登在3月4日的《物理评论快报》(PRL)上。

此前,顶夸克只是在强核力产生时才能观察到,这种相互作用可导致产生一对顶夸克。单顶夸克的产生涉及到弱核力,因此很难用实验进行证明。单顶夸克的发现距1995年首次发现顶夸克已经过了大约14年的时间。

寻找单顶夸克的难度犹如大海捞针,因为每200亿次质子—反质子碰撞中只有一次才能产生一个单顶夸克,更糟的是,这些非常罕见的信号还很容易与那些发生几率高得多的其他“背景”进程相混淆。

美国能源部高能物理科学办公室副主任丹尼斯·库瓦博士认为,单顶夸克的发现是Tevatron计划的一个重要里程碑,高灵敏度和成功的分析是寻找希格斯粒子的重要一步。

发现单顶夸克的难度并不亚于寻找希格斯玻色子,需要从很大的背景中提取一个极小的信号。开创了单顶夸克发现的先进分析技术目前也正被用于搜寻希格斯玻色子。此外,单顶夸克信号和希格斯玻色子信号具有相同的背景,单顶夸克本身就是寻找希格斯玻色子的一个背景。

为了发现单顶夸克,费米CDF和D0实验室的科学家们一起合作,花了数年时间,对他们所记录的质子—反质子碰撞实验结果进行了单独梳理。每个小组负责辨别最有可能发生单顶夸克的数千个碰撞事件。经过复杂的统计分析和建立详细的背景模型,他们发现只有数百起碰撞事件会产生单顶夸克。

研究人员之前已经报告过关于寻找单顶夸克的初步研究成果,自此以后,研究人员分析了超过原先一倍以上的数据量,再加上顶尖的选择和分析技术的采用,最终使这项发现成为了现实。对于每个实验来说,从背景事件中误判信号的概率目前仅为大约四百万分之一,这使研究人员得以大胆宣称发现的是真实的单顶夸克。(来源: 科技日报 冯卫东)
  
(《物理评论快报》(PRL),doi: 10.1103/PhysRevLett.102.092002,V. M. Abazov,E. G. Zverev)
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也必然就揭示了SM是需要进一步扩展解释的,超越SM的物理必然不远了。
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目前对超对称粒子的猜测是自旋差1/2,质量大得多,至少大上百倍,不知道这个加速器能量够不够
原帖由 huor 于 2009-3-15 12:14 发表
严重的问题是,由于费曼的对历史求和必须要把所有的粒子对的可能都考虑进去。而在不考虑更高能量上的物理的情况下,粒子对的尺度可以任意小。而由不确定关系,小尺度对应着大的能量。这个能量缺乏目前一个被认可的限制。而Higgs玻色子的质量修正则正比于这个大的能量。所以这样分析的结果,就会使Higgs玻色子的质量接近所谓的大统一(GUT )能量(10^15到10^16GeV,若取上面的大的能量为大统一能量的话),而这是不可能的。

如果尺度无限小的话,对应的能量是无限大。
在弦理论中认为,超对称只是一种表面的解释。深层次的解释是:尺度不能无限小,有一个极限,即普朗克尺度(约10的-33次方厘米)。过了这个尺度,小即是大。实际是有两套正好相反的距离测量系统,我们的感觉会自动采用容易的方法。但如果过了那个尺度,这两套系统的难度会倒过来,测量系统会自动切换,小会变成大。
即1/R=R(其中R的单位是普朗克尺度)
原帖由 冷枫逆火 于 2009-3-15 16:01 发表
霍金说从真空中借贷能量,产生粒子对,然后再互相湮灭,是不是可以说宇宙就是免费的午餐````

相当于股市和期货中的“做空”,宇宙也是可以“做空”的:D
去年一直盛传Fermilab要关门大吉,现在看来暂时是不会了
这边没有下一代的计划。其实老美自从废掉了SSC,就显得对加速器不够热心了。
论文中读到的下一代的东东包括LHC的升级计划,叫做VLHC。全新的则是叫ILC(International Linear Collider)的直线电子加速器,所在国家未定;以及叫CLIC(Compact Linear Collider )的直线电子加速器,这个还是在欧洲核子中心CERN。
http://www.linearcollider.org/
http://en.wikipedia.org/wiki/International_Linear_Collider

http://clic-study.web.cern.ch/clic-study/
http://en.wikipedia.org/wiki/Compact_Linear_Collider
其实我们也认为超对称在LHC上也是很有希望的。师兄的话是“50% ”
因为超对称该是多大的能量,才能解释现在的能量较低的物理,也是可以理论上决定的。一般认为,就是TeV左右了,也许就在LHC的能力范围内