科学家测出顶夸克精确质量
发布日期:2014-03-24 【字体
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据美国趣味科学网站3月20日报道,通过世界两大顶尖粒子对撞机的首次合作,科学家确定了最重的基本粒子顶夸克的质量。
科学家是通过瑞士日内瓦欧洲核研究组织大型强子对撞机和美国伊利诺伊州巴达维亚费米国家实验室的万亿电子伏特加速器进行测量的。科学家19日在意大利物理学大会上宣布,通过4项不同的实验,科学家将顶夸克的质量精确为173.34±0.76GeV/c2(GeV/c2是基本粒子质量的一个单位,其中GeV是10亿电子伏特,c2是光速的平方)。
费米国家实验室主任奈杰尔·洛克耶在一份声明中说:“欧洲核研究组织和费米国家实验室数据结合后,得到顶夸克质量的精确结果,这对理解自然界非常重要,是在我们领域中国际合作的典范。”
利用欧洲大型强子对撞机与美国万亿电子伏特加速器进行的4项不同实验——分别是超环面仪器(ATLAS)、CDF探测器、紧凑缪子线圈(CMS)与DZero探测器——都测出了顶夸克质量,顶夸克的质量是质子的100倍。
精确测定顶夸克质量将让科学家能够测试顶夸克、希格斯玻色子(2012年由欧洲大型强子对撞机发现,能够解释其他粒子如何获得质量)与W玻色子间量子联系的数学框架。
理论物理学家现在能够研究顶夸克的质量将如何影响希格斯场的稳定性前景,进而对宇宙演变的影响。另外,这一质量数据还将帮助科学家测试标准粒子物理模型中的不一致性,发现描述宇宙性质的新规则。
50多个国家的超过6000名科学家参与到这一研究当中。基于费米国家实验室万亿电子伏特加速器制造的大约30万次夸克事件,CDF和DZero探测器1995年首次发现顶夸克。而欧洲核研究组织的大型强子对撞机制造出世界最多的顶夸克事件,自2009年以来制造了将近1800万个顶夸克事件。