顶夸克迄今最精确质量测得 有助科学家在最小尺度上理解宇宙
奇闻趣事 2024-12-28 11:09www.bnfh.cn奇闻趣事
欧洲核子研究中心的最新报道揭示了大型强子对撞机（LHC）的紧凑渺子线圈（CMS）合作组在顶夸克质量测量方面取得的重大突破。此次测量精度之高，误差范围仅在0.22%以内，堪称迄今为止最为精确的测量。这对于科学家们在微观领域理解宇宙具有极其重要的意义。
夸克是基本粒子的不可再分单元，其中包括上夸克、下夸克、粲夸克、奇异夸克、底夸克和顶夸克等六种。其中，顶夸克作为已知最重的粒子，对其质量的精确了解有助于科学家们更好地检验粒子物理学标准模型。掌握W玻色子和希格斯玻色子的质量，可以根据标准模型预测顶夸克的质量。利用顶夸克和希格斯玻色子的质量也可以预测W玻色子的质量。
宇宙稳定性的探索也与顶夸克的质量密切相关。根据最新的研究，如果顶夸克的质量稍有变动，从长远来看，宇宙可能会面临不稳定的状态，最终可能在一场类似大爆炸的剧烈事件中消失。对顶夸克质量的精确测量对于理解宇宙的稳定性至关重要。
为了获取更精确的测量结果，CMS团队使用了CMS探测器收集的2016年LHC内的质子-质子对撞数据。通过对能够产生一对顶夸克的碰撞事件的五种不同性质的测量（之前的分析仅测量了其中三种），结合极其精确的CMS数据校准以及对实验和理论不确定性的深入了解，研究团队得出了顶夸克质量的数值。这一数值与之前的测量和标准模型的预测相吻合，为科学家们进一步探索宇宙提供了重要依据。
CMS合作组表示，他们对不确定性的统计处理和使用更多属性的方法极大地提高了测量精度。预计使用新方法处理CMS探测器在2017年和2018年获取的数据集将会带来更多的新发现。此次顶夸克质量的精确测量是粒子物理学和宇宙学研究的重要里程碑，标志着科学家们对微观世界的探索又迈出了重要的一步。
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