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【科研新闻】探索未知的物理规律和法则 科学家首次观测到B介子纯轻子衰变现象
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科技日报2006年8月2日讯 日本高能加速器研究机构(KEK)8月1日公布，由中国等13个国家参加的一个国际研究组(Belle)，利用被称之为B介子工厂的大型加速器(KEKB)进行实验，首次观测到伴随基本粒子中微子的B介子纯轻子衰变现象，B介子衰变到τ轻子和中微子两种粒子，衰变几率与基本粒子标准模型理论的预言相一致。研究小组认为，由于一些超出标准模型的理论，如超对称性和两黑格斯(Higgs)模型理论都可以修正该轻子道的衰变几率，因此，今后应进一步积累实验数据以进行更深入的研究，更精确地检验标准模型理论，探测可能存在的新物理现象和相互作用机制。 中微子几乎不与物质发生相互作用，因此被称为看不见的粒子。伴随着中微子产生的B介子纯轻子衰变现象的研究，对探寻新物理和新理论具有非常重要的意义。但是，由于纯轻子衰变道的衰变几率比较小，且通常的粒子探测器无法直接测到中微子的存在，事例的判选和重建都非常困难，存在很大的本底，因此科学家将该事例的筛选比喻为在柴草堆中找针。 研究小组利用高能加速器，详细观测了至2005年6月为止产生的4.5亿对B介子和反B介子的衰变过程，从中观察到17次B介子衰变为τ粒子和中微子现象。B介子有很多衰变类型，此次观测到的衰变现象为每一万次中有1.79次发生概率，符合标准理论预言的范围。 目前所知的实验实事都可以用粒子物理学理论体系的标准模型来解释，但是物理学界普遍认为，一定存在高出于目前标准模型理论的未知物理法则和物质相互作用机制。这一新物理法则最有力的候选者之一是“超对称性理论”，该理论预言存在有多个带电的和不带电的黑格斯(Higgs)粒子，而在标准模型理论中只有一个中性的黑格斯粒子。寻找黑格斯粒子和超对称性理论预言的新粒子将是即将在位于瑞士日内瓦的西欧核子研究中心(CERN)投入运行的大型强子对撞机(LHC)加速器上的首要物理目标。中国科学家也参加了这一研究项目。 中国科技大学张子平教授认为，日本的B介子工厂是目前国际上运行亮度最高、最稳定的加速器，Belle探测器的性能也是世界一流的，实验精度非常高，已取得了许多重要的物理成果。中国科学家为此做出了重要贡献，北京高能物理研究所、中国科技大学和北京大学的科学家在中性D介子混合的研究以及B到含J/ψ粒子的衰变道研究中都有出色研究成果。 |
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