停滞100年的物理学,终于有重大突破?W玻色子超重意味着什么?( 二 )
另一种是间接测量 , 也就是理论预测的测量方式 。
由于W玻色子的质量很难直接测量出来 , 而Z玻色子的质量比较容易测量 。 所以一般采用间接测量的方式推导W玻色子的质量 。
在弱电理论中 , W玻色子和Z玻色子的质量遵守严格的对应关系 。
W玻色子的质量和Z玻色子的质量之比等于温伯格角 。
所以只需测量Z玻色子的质量和温伯格角就可以计算出W玻色子的质量 。 这就是理论计算出的W玻色子的质量 。
此次W玻色子的测量数据都是10几年前的老数据了 , 科学家在500万亿次碰撞中提取到400万个有关W玻色子的数据 。 通过大量的分析 , 才得到W玻色子的精确质量 。 至于为什么不在当时就分析这些数据 , 具体还不清楚 , 个人推测可能是之前分析数据的能力有所欠缺 。
此次测量的W玻色子的质量在红点区域 , 而理论预测在白点区域 。
那问题出在哪了?在粒子物理中 , 要直接测量一个粒子的质量 , 必须考虑到量子校正 。 因为所有大质量粒子的质量都会受到其他粒子的影响 。 W玻色子的质量自然也会受到其他粒子的影响 。 所以一般要采用量子校正去除这些影响 。
w玻色子质量之所以会比预测的超重 , 要么问题就出现在通过z玻色子和温伯格角的间接测量方式上 , 要么问题就在影响W玻色子质量的其他粒子上 。
在间接测量中 , Z玻色子和温伯格角之积的测量法已经用了几十年 , 十分精确 , 况且这种误差是无法通过修正Z玻色子和温伯格角来弥补的 。
而在直接测量中 , W玻色子的质量通常采用如图的公式
W玻色子的质量等于没有量子校正过的原始质量加顶夸克和希格斯玻色子的质量校正以及其他粒子的质量校正 。 其他粒子的影响值之所以用省略号代替 , 主要是它们的影响比较小 。
主要影响在顶夸克和希格斯玻色子上 。 然而物理学家对顶夸克和希格斯玻色子的质量测量也十分精确 , 在这出问题的可能性不大 。 所以物理学家更迫切将目光投入到对W玻色子质量影响比较小的其他粒子上 。
然而 , 添加目前已知的所有粒子的可能影响后 , 都无法弥补这种误差 。
所以物理学家推测 , 可能存在一种未知的新粒子作用其中 , 导致W玻色子的质量超重 。
但是这只是一种可能的推测 。 后续还需要更多的实验室重新测量 。
如果最后确定w玻色子的质量真的超重了 , 那问题可能出在希格斯场上 , 说明希格斯机制存在重大缺陷 , 也或许发现了新的粒子 。
个人比较期待W玻色子真的超重了 , 毕竟现在的标准模型还有很多问题 , 比如无法兼容引力子和暗物质粒子 。
没有矛盾 , 就没有前进 。 物理学的革命往往都是在乌云中诞生的!
推荐阅读
- 男子捡到美女邻居内存卡,以视频要挟女子听话或打100万赎回
- 科学家发现地球在一个直径20亿光年的“宇宙空洞”中,咋回事?
- 如果宇宙存在10亿年的文明,对我们来说不是好消息,为何这么说?
- 一男子为了离开上海,1天1夜开了1000公里,回到河南老家
- 非洲这个部落,20多名中国水手经过600年的繁衍,发展到1000多人
- 58年,周恩来接见苏联一女学生:你失踪16年的父亲是中国的大人物
- 困扰毛主席40年的一桩命案,却在1989年被两名地质工作者意外破获
- 如果1000年后人类还存在,他们将是什么样子?
- 外星人干预朝代更替!1000多年前,这位皇帝的死或许和外星人有关
- 女子离家出走八年,丈夫拆迁100多万,回家要分一半