我们是否会看到即将推出的LHC重磅炸弹的预告片？

根据对美容介子衰变的最新分析，新时代的曙光，即“新物理”的曙光，可能即将来临。来自波兰的波兰科学院核物理研究所(IFJ PAN)的物理学家对该分析做出了重要贡献。

我们不能称之为发现。还没。然而，有迹象表明，在日内瓦附近的欧洲核子研究组织(CERN)的LHC加速器工作的物理学家可能会看到超出当前描述物质结构的理论的物理学的第一个痕迹。这一迹象来自2011年和2012年LHCb实验收集的最新数据。波兰科学院波兰科学院核物理研究所(IFJ PAN)的物理学家为该分析做出了重要贡献。

“就像电影院而言，我们曾经只有一些备受期待的大片中的一些泄露场景，大型强子对撞机终于让粉丝们成为第一个真正的预告片，”Mariusz Witek教授(IFJ PAN)说道。

为了描述基本粒子尺度上的物质结构，我们使用标准模型，这是20世纪70年代制定的理论框架。我们现在认为粒子基本扮演各种角色。玻色子是力的载体：光子与电磁相互作用有关，八种类型的胶子负责强相互作用，W +，W-和Z0玻色子介导弱相互作用。物质由称为费米子的粒子形成，其被分为夸克和轻子。在标准模型中，有六种类型的夸克(向下，向上，奇怪，魅力，顶部和底部)和六种类型的轻子(电子，μ子，taons及其三种相应的中微子)以及与它们相关的12种反粒子。最近发现的希格斯玻色子提供了具有质量的粒子(除了胶子和光子之外)。

“到目前为止，所有的测量都与标准模型的预测相符。但是，我们知道标准模型无法解释宇宙的所有特征。它不能预测粒子的质量或告诉我们为什么费米子在三个家庭中被组织起来物质在宇宙中反物质的主导地位是如何产生的?什么是暗物质?这些问题仍然没有得到解决。更重要的是，我们每天都经历的力量，重力，甚至都不包括在模型中，“教授说。 Witek

到目前为止，在大型强子对撞机上工作的科学家一直专注于寻找希格斯玻色子(ATLAS和CMS实验)，研究物质和反物质之间的差异(LHCb实验)和测试夸克 - 胶子等离子体(ALICE实验) 。现在，人们越来越关注检测标准模型之外的新基本粒子。ATLAS和CMS实验试图直接看到这样的粒子。然而，不能排除新粒子的质量太高而不能在LHC加速器的能量下产生。然后，发现新物理的唯一方法是观察新粒子对我们在较低能量下观察到的现象的影响。这种影响可能表现在修改美容介子衰变的频率或其衰变产物的角度分布。

在2011年，在通过LHCb实验收集第一批大样本后不久，关于美容介子的一个令人费解的异常被注意到并在LHCb的公共网站上公布(http://lhcb-public.web.cern.ch/lhcb-public/)。这些介子由一个轻夸克组成，我们可以在质子和中子中找到形成我们周围物质的物质，以及一个可以在大型强子对撞机对撞机中产生的重型美式反夸克。由夸克 - 反夸克对组成的颗粒不稳定，因此它们迅速腐烂。

在其产品中含有两个μ子的B介子的衰变中观察到异常。在描述这种衰变的最终状态时，需要多达八个参数。它们定义了衰变产物的角度分布，即它们将以什么角度飞行。确定这些参数的传统方法可能导致观察到的少量这种衰变的错误结果。来自IFJ PAN的Marcin Chrzaszcz博士是该分析的主要作者之一，他提出了一种替代方法，其中每个参数都是独立于其他参数确定的。

“我的方法可以比作确定拍摄全家福的年份。而不是从整体上看，最好是单独分析每个人，并从那个角度尝试找出肖像拍摄的那一年，” Chrzaszcz博士。

波兰方面由国家科学中心资助的最新分析和授予Chrzaszcz博士的钻石资助，不仅对其准确性很重要。2011年的数据结果证实了2011年的数据结果。这增加了物理学家遇到真实现象的可能性，而不是测量中不可预见的假象。

“在寻找新现象或新粒子时，假设当效果不同于给定理论的预测时，超过三个标准差--3西格玛 - 这是一个指示，但我们不能谈论发现，直到准确率上升到5 sigma以上。稍微不同的是，5 sigma意味着我们的概率不到一到三百五十万，随机波动可以提供如此看到的结果。观察到这种衰变的数量，我们的分析准确度达到了3.7西格玛的偏差。所以我们仍然不能发现一个发现，但我们当然有一个有趣的线索，“Chrzaszcz博士说。

观察到的效果可能是什么原因?理论家中最流行的假设是存在一个新的中间Z-prime玻色子(Z')参与B介子的衰变。它还解释了在B介子的其他衰变中观察到的另一种略微弱的效应，以测量所谓的轻子普遍性。尽管如此，这并不是对标准模型框架中效果的不可思议的解释：也许理论计算没有考虑影响衰变机制的一些重要因素。

大型强子对撞机最近开始了另一轮能量较高的碰撞质子，最终物理学家将拥有另一批数据进行分析。那么新的物理学会成为现实吗?

正如Witek教授所总结的那样：“就像是一部好电影一样：每个人都想知道最终会发生什么，没有人愿意等待它。”