北京時間6月23日消息，據(jù)國外媒體報道，物理學(xué)界的一項新發(fā)現(xiàn)或許將動搖粒子物理學(xué)的基礎(chǔ)，并重塑我們對宇宙的認(rèn)知。近期的一篇綜述對三個獨立進(jìn)行的實驗進(jìn)行了總結(jié)，發(fā)現(xiàn)它們獲得了“驚人類似”的結(jié)果。

大型強(qiáng)子對撞機(jī)（LHC）

　　這些研究顯示，輕子普適性——標(biāo)準(zhǔn)模型的基礎(chǔ)假設(shè)——可能并不成立。恰恰相反的是，研究結(jié)果指向一種存在于粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型之外的新現(xiàn)象。

　　“這些研究的觀測結(jié)果似乎對輕子普適性提出了挑戰(zhàn)，”一支國際物理學(xué)家團(tuán)隊在發(fā)表于《自然》（Nature）雜志的綜述中寫道，“這些結(jié)果的證實將指向新的粒子或相互作用，或許將對我們對粒子物理學(xué)的理解帶來深遠(yuǎn)影響?！?/p>

　　輕子普適性是一個簡單的規(guī)則，指的是特定基本粒子間的相互作用是一致的，盡管這些粒子具有不同的質(zhì)量和壽命（衰變速率）。這些基本粒子被稱為帶電輕子，包括電子、μ子（muon），以及較重的τ粒子（tau）。

　　綜述中提到的三項研究分別是由美國、瑞士和日本的團(tuán)隊完成的。他們發(fā)現(xiàn)，基于電子和μ子的衰變速率，τ粒子的衰變速率要遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)模型的預(yù)測。盡管其中一個實驗可能出現(xiàn)了統(tǒng)計學(xué)誤差，但三個獨立研究分別在三種不同環(huán)境下觀測到了遠(yuǎn)高于預(yù)期的τ粒子衰變，這讓粒子物理學(xué)家們有點坐不住了。

　　“τ粒子是關(guān)鍵，因為電子和μ子都得到了充分的測量。τ粒子的測量難度更大，因為它們衰變得非?？?，”綜述作者之一、加州大學(xué)圣芭芭拉分校弗朗哥·塞維拉（Franco Sevilla）說，“現(xiàn)在物理學(xué)家得以更好地研究τ粒子，我們看到，輕子普適性或許并不是標(biāo)準(zhǔn)模型所宣稱的那樣?！?/p>

　　這三項研究分別是在瑞士歐洲核子研究中心（CERN）的大型強(qiáng)子對撞機(jī)底夸克實驗（LHCb）、美國加州SLAC國家加速器實驗室的BaBaR大型探測器，以及日本的Belle實驗進(jìn)行的，研究結(jié)果對輕子普適性的原理提出了挑戰(zhàn)。

　　綜述團(tuán)隊表示，這三個研究給出的結(jié)果總體上具有99.95%的確定性。目前，研究人員希望確定這些結(jié)果是否預(yù)示著新的物理學(xué)現(xiàn)象，抑或只是統(tǒng)計學(xué)誤差。

　　“我們還不確定這些結(jié)果如果證實，長期來看意味著什么，”塞維拉說，“首先，我們需要確定它們是真實的，然后需要進(jìn)行補(bǔ)充實驗，以確定這些結(jié)果的含義?！比绻麑嶒灲Y(jié)果指向新粒子或新規(guī)律，或許就能填補(bǔ)我們對宇宙的認(rèn)知空白，為暗物質(zhì)如何形成和運作等問題提供線索。

　　簡明亞原子物理學(xué)

　　原子通常是由質(zhì)子、中子和電子組成的，而它們又是由更小的基本粒子組成?；玖Ｗ邮侨祟惸壳耙阎淖钚×Ｗ?，可以分為兩類，一類是費米子，被認(rèn)為是組成物質(zhì)的粒子；另一類是玻色子，是使其他粒子聚集起來的媒介粒子。

　　費米子中的亞原子粒子被稱為夸克。當(dāng)3個夸克結(jié)合時，會形成被稱為重子的復(fù)合粒子。質(zhì)子可能是最廣為人知的重子。有時，夸克會與相應(yīng)的反粒子（如反夸克，具有相同的質(zhì)量和相反的電荷）相互作用，形成介子。

　　介子常常出現(xiàn)于較重的人造粒子的衰變，而這類衰變通常出現(xiàn)在粒子加速器、核反應(yīng)堆和宇宙射線中。介子、重子和其他受到強(qiáng)相互作用影響的亞原子粒子都被稱為強(qiáng)子。