轻子有助于追踪新物理

在大型强子对撞机的LHCb实验中，带有“同事”(其他轻子)的电子是许多碰撞产物之一。根据理论家的说法，其中一些粒子可能是在超出标准物理学的过程中产生的。最新分析验证了这些预测。

在LHCb实验中观察到的B介子衰变中的异常是否从当前有效且经过充分测试的标准模型之外隐藏了迄今未知的粒子?为了回答这个问题，物理学家不仅在寻找新粒子存在的进一步迹象，而且还在寻找可能出现的新现象的痕迹。理论家提出的超越已知物理学世界的过程之一是打破了轻子的保存原理味道。这种假设现象是国际研究人员小组的关注焦点，该小组的研究人员包括克拉科夫波兰科学院核物理研究所(IFJ PAN)，多特蒙德理工大学(TUD)和国家德拉中心的代表。巴黎科学科学研究所(CNRS)。他们特别注意在质子碰撞过程中在2011-12年期间收集的数据分析，这是在日内瓦附近欧洲核子研究中心的大型强子对撞机进行的LHCb实验的一部分。他们的研究结果在著名的《物理评论快报》中进行了讨论。

由于核物理学家和宇宙射线研究人员进行了数十年的实验和测量，众所周知，物质粒子被分为两个完全独立的族：夸克和轻子(及其反物质)。夸克(上，下，魅力，奇怪，顶部和底部)总是成组出现。由两个夸克组成的系统称为介子，由三个夸克组成的系统为重子。后者包括质子和中子，即构成原子核的粒子。反过来，轻子包括电子，μ子，tau粒子及其相应的中微子。

“轻子和夸克的性质从根本上是不同的。结果，两组粒子是用一组不同的数字(称为量子数)描述的。用来描述轻子的量子数之一是轻子数。例如，每个电子都有电子数为1。反过来，电子的反物质对应物(即正电子)的电子数为-1。”该分析的主要作者Jihyun Bhom博士(IFJ PAN)解释说。“这就是我们用关键现象来解释工作含义的方式。在标准模型下，保留了轻子数的原理适用。它说，在过程的开始和结束时，粒子的轻子数之和必须永远一样。”

保持轻子数的要求意味着，例如，如果两个电子总数为2的电子参与相互作用，则该过程结束时该数字也将为2。在给出的示例中，在标准模型下可以生成两个电子以及四个电子和两个正电子，依此类推。

轻子和夸克都可以分为三类，称为世代。相同数量的轻子和夸克的存在促使理论家们认为，只要具有足够高的能量，轻子和夸克就可以“焊接”成轻子夸克，即具有轻子和夸克特征的假想粒子。如果存在，le夸克应该是质量非常高的不稳定颗粒，甚至可以与整个铅核的质量相比。

“在涉及le鱼的过程中，不会保留le子数。因此，检测到违反保留p子数原理的痕迹现象将是在标准模型之外检测粒子的重要一步。特别是，这将使它更容易为我们解读最近已经越来越清晰地显示在数据的B介子的含下夸克和底部的衰变，即颗粒异常的性质夸克，” Bhom博士说。

在最新的统计分析中，事实证明有必要使用人工智能，而不仅仅是人工智能。

“我们对导致K介子，介子和电子形成的B介子衰变很感兴趣。但是，恰巧在标准模型下，很大一部分B介子衰变会导致与B介子衰变完全相同。中微子的添加(后者无法记录)。必须从收集的数据中准确消除这种巨大的背景。一个人工智能负责这项任务。第二个证明有必要去除通过第一个的背景残留物， ” Bhom博士解释说。

尽管使用了复杂的数学工具，但来自IFJ PAN，TUD和CNRS的研究人员仍未发现破坏轻子数目保持现象的痕迹。但是，每一朵云都有一线希望。

“确定性高达95%，我们已经改善了对理论家提出的解决方案的现有限制，以解释B介子衰变在整个数量级上是否存在异常。结果，我们是第一个大大减少了寻找新理论来解释这些异常现象存在的理论的范围。”

如果确实存在，则将破坏保留轻子数原理的过程显然，其发生频率远不如标准模式中涉及到p鱼的最流行扩展所预期的那样。而且，B介子本身的衰变异常不必与新粒子有关。仍然不能排除它们是测量技术的伪像，所使用的数学工具或不考虑当前已知物理学中发生的某些现象的结果的可能性。人们只能希望，考虑到大型强子对撞机收集的最新数据，随后已经开始进行的分析最终将消除对标准模型之外的物理存在的怀疑。

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