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粒子和互动

粒子和互动

质子的弱电荷测量到高精度

11 May 2018
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弱链接:Q虚弱的 实验(礼貌:Jefferson Lab)

Proton的弱电荷首次被测量到高精度。这项工作已经完成 Thomas Jefferson国家加速设施 (Jefferson Lab)在弗吉尼亚州,结果与粒子物理标准模型非常一致。使测量的团队能够进一步希望,相关实验将在标准模型中提供更多地洞察物理学。

由国际完成 Q虚弱的 collaboration,实验涉及在液态氢靶中散射从固定质子的旋转偏振电子束。散射过程是由电磁相互作用的主导,但是核心弱势贡献。通过衡量弱贡献,团队可以计算质子的弱电。弱电荷量化了粒子如何耦合到z0 玻色子通过弱互动。它已经以高精度测量电子,但不是质子 - 直到现在。

帮手

测量过程从弱相互作用的古怪性质获得了帮助手。通过电磁相互作用散射的粒子的概率不受其自旋角动量的方向的影响。然而,值得注意的是,对于弱核散射来说,这不是真的。作为其速度的同一方向上的旋转角动量矢量点的粒子不同于具有其旋转指向相反方向的颗粒的不同方式。这在物理学的基本规律和通过弱相互作用散射的方便实验指纹,这既是深入的,令人费解的不对称。

队员 格雷戈里史密斯 杰斐逊实验室说,使质子测量呈现出重大挑战和诱人的机会:“关于质子的弱电量的好功能是它’s在标准模型中预测几乎为零,” he explains, “因此,任何可能出现在该小背景之上的新物理学的影响将更容易地出现。”然而,散射不对称的微小值使得难以测量。此外,散射不对称不仅来自弱相互作用,而且来自质子的内部结构。

质子结构引起的不对称性随着动量转移的平方增加,因此研究人员将光束能量保持为低。它们进行了两个六个月的实验运行,在运行之间的差距中提高了他们的实验装置。然后,它们将它们的结果与更高能量束的其他实验进行比较。这允许它们估计不对称的能量改变,因此如果在粒子之间没有交换能量,那么就会是什么–不可能,因为它需要零能量散射。他们计算的价值约为每十亿左右226份。

约束leptoquarks.

这使得团队能够计算弱相互作用的散射比例,因此是质子的弱电荷。它们的结果与标准模型预测几乎完全一致,并对leptoquarks的可能存在提出了新的约束。这些是假设颗粒在具有量子数的夸克和鞘膜的标准模型的一些延伸中。

小超郑 弗吉尼亚大学没有参与研究的人,相信发现是重要的。“随着时间的推移,这些类型的高精度测量将采用越来越高的精度来完成,例如使用Jefferson Lab的升级的加速器的计划的Moller和PVDIS实验。” she says.

Mainz大学的研究人员目前计划更准确地确定质子的弱电量,以及一些Q虚弱的 同时,成员是该团队的一部分。与此同时,jefferson实验室计划衡量弱电电子效率,以实现新的和录制的精度。他说,将导致对标准模型的更严格的测试。

报告了调查结果 自然.

 

 

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