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科学 & 技术

物理学家在理解宇宙基本力方面达到里程碑

模型的行为: 基于他们在欧洲核子十大赌博正规老平台中心的广泛参与, 十大赌博正规老平台的十大赌博正规老平台小组最近实现了对电弱混合角的“难以置信的精确”测量, 是粒子物理标准模型的重要组成部分. (照片: Samuel Joseph Hertzog; Julien Marius Ordan)

参与欧洲核子十大赌博正规老平台中心的十大赌博正规老平台十大赌博正规老平台人员对电弱混合角进行了开创性的测量, 加强对粒子物理的理解.

为了破解宇宙的奥秘,来自英国的十大赌博正规老平台人员 十大赌博正规老平台 几十年来一直参与欧洲核十大赌博正规老平台组织的国际合作, 通常被称为欧洲核子十大赌博正规老平台中心.

基于他们在欧洲核子十大赌博正规老平台中心的广泛参与, 特别是在CMS(紧凑型介子螺线管)合作中, 十大赌博正规老平台队由 阿里Bodek乔治·E. 帕克教授 物理-最近取得了突破性的里程碑. 他们的十大赌博正规老平台成果集中在电弱混合角的测量上, 是粒子物理标准模型的重要组成部分. 这个模型描述了粒子如何相互作用,并精确地预测了物理学和天文学中的大量现象.

“最近对电弱混合角的测量非常精确, 由欧洲核子十大赌博正规老平台中心的质子碰撞计算得出, 加强对粒子物理的理解,Bodek说.

CMS的合作 汇集了粒子物理社区的成员来自世界各地,以更好地了解宇宙的基本规律. 除了Bodek, CMS合作项目的十大赌博正规老平台队列还包括主要十大赌博正规老平台人员 Regina Demina他是一位物理学教授 阿然Garcia-Bellido, 物理学副教授, 还有博士后十大赌博正规老平台员,十大赌博正规老平台生和本科生.

欧洲核子十大赌博正规老平台中心的发现

位于日内瓦, 瑞士, 欧洲核子十大赌博正规老平台中心是世界上最大的粒子物理实验室, 以其开创性的发现和尖端的实验而闻名.

作为CMS合作项目的一部分,十大赌博正规老平台十大赌博正规老平台人员在CERN工作了很长时间, 包括扮演关键角色 2012年发现希格斯玻色子一种有助于解释宇宙质量起源的基本粒子.

该合作的工作包括收集和分析从欧洲核子十大赌博正规老平台中心大型强子对撞机(LHC)的紧凑型介子螺线管探测器收集的数据。, 世界上最大最强大的粒子加速器. 大型强子对撞机由一个17英里长的超导磁体环和加速结构组成,这些结构建在地下,横跨瑞士和法国边境.

大型强子对撞机的主要目的是探索物质的基本组成部分和控制它们的力. 它通过将质子束或离子束加速到接近光速,并以极高的能量相互撞击来实现这一目标. 这些碰撞重现了类似于大爆炸后瞬间存在的条件, 使科学家能够在极端条件下十大赌博正规老平台粒子的行为.

欧洲核子十大赌博正规老平台中心大型强子对撞机中的紧凑型介子螺线管的侧视图, 用于测量电弱混合角, 粒子物理学标准模型的一个组成部分.
的思想: 作为紧凑介子螺线管(CMS)合作的一部分,十大赌博正规老平台的十大赌博正规老平台人员在欧洲核子十大赌博正规老平台中心工作了很长时间, 包括在2012年发现希格斯玻色子的过程中发挥了关键作用. (照片: Samuel Joseph Hertzog; Julien Marius Ordan)

解开统一力

在19世纪, 科学家们发现,不同的电力和磁力是相互联系的:变化的电场会产生磁场,反之亦然. 这一发现奠定了电磁学的基础, 它把光描述为波,并解释了光学中的许多现象, 还描述了电场和磁场是如何相互作用的.

基于这种理解, 20世纪60年代,物理学家发现电磁力与另一种力——弱力有关. 弱力在原子核内运行,负责诸如放射性衰变和为太阳的能源生产提供动力等过程. 这一发现导致了电弱理论的发展, 假设电磁力和弱力实际上是一种被称为统一电弱相互作用的统一力的低能量表现. 关键的发现,如希格斯玻色子,已经证实了这一概念.

探索电弱相互作用

CMS合作最近进行了迄今为止与这一理论相关的最精确的测量之一, 通过在欧洲核子十大赌博正规老平台中心的大型强子对撞机上分析数十亿次质子-质子碰撞. 他们的重点是测量弱混合角, 描述电磁力和弱力如何混合在一起产生粒子的参数.

以前对电弱混合角的测量在科学界引起了争论. 然而, 最新的发现与粒子物理学标准模型的预测非常吻合. 罗彻斯特大学的十大赌博正规老平台生Rhys Taus和博士后助理十大赌博正规老平台员Aleko Khukhunaishvili采用了新技术,以最大限度地减少这种测量中固有的系统不确定性, 提高其精度.

理解弱混合角有助于揭示宇宙中不同的力是如何在最小尺度上协同作用的, 加深对物质和能量基本性质的认识.

十大赌博正规老平台团队自2010年以来一直在开发创新技术并测量这些电弱参数,然后在大型强子对撞机上实施它们,Bodek说. “这些新技术预示着标准模型预测精确测试的新时代.”

有关十大赌博正规老平台的更多细节,请查看 欧洲核子十大赌博正规老平台中心新闻稿, CMS结果总结,和 CMS物理简报.