據歐洲核子研究中心(CERN)官網3日消息,該中心緊湊缪子線圈(CMS)團隊在大型強子對撞機(LHC)産生的數據中觀測到一個出乎意料的特征,這可能預示着一種前所未見的粒子,即拓撲偶素的存在。
拓撲偶素是物理學家長期以來預測但從未真正觀測到的一種誇克偶素,即由誇克與其對應反誇克組成的不穩定束縛态。在已知的誇克偶素中,包括粲偶素和底偶素已分别于1974年和1977年被發現,底偶素也是迄今被認爲是最小的複合粒子。但拓撲偶素若被證實存在,尺寸将更小,可能成爲目前已知最小的強子。
在LHC中,質子間的高能碰撞常常會産生頂誇克—反頂誇克對,研究其産生的概率(即截面)不僅是驗證粒子物理标準模型的關鍵,也爲尋找新粒子打開了通道。許多标準模型的拓展理論預測了額外的希格斯玻色子,它們可能與頂誇克存在強烈相互作用,并優先衰變爲tt-bar。
此次CMS團隊分析了大量tt-bar數據,他們在最低tt-bar産生能區(tt-bar剛剛可以生成的能量阈值)處發現了異常的“過剩”。這種現象通常被視爲存在額外希格斯玻色子的線索,但此次的“過剩”出現得過于精準,促使團隊轉而考慮一個假設:頂誇克與反頂誇克在極短時間内結合形成拓撲偶素。
這一假說曾被廣泛質疑,但團隊指出,若确有觀測到tt-bar對在最低能量阈值附近的“過剩”,這可能是拓撲偶素瞬間形成并迅速解體所留下的信号。
值得注意的是,拓撲偶素若被證實,将在所有誇克偶素中具有獨特地位。目前,CMS與“姊妹實驗”——超環面儀器合作組正在聯合分析這一異常信号,以确認是否爲新粒子存在的真正證據。