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量子力学

量子力学

Babar首次直接测量时间逆转违规

21 Nov 2012
在Babar转发和向后

Babar合作使得第一次直接观察时间逆转(T)违规。结果与量子场理论的基本原则一致,并揭示了B的量子态的速率差异0 梅森互相改变。研究人员称,这种测量的缺乏对称性是统计学上的显着性和间接观察的一致性。

在加利福尼亚州的SLAC的PEP-II设施的禁野探测器旨在研究电子和积极的碰撞,并确定物质和反物质之间的差异。特别是,在实验上工作的物理学家对违反费用感兴趣–奇偶校正对称(或CP违规)。虽然探测器在2008年春季退役,但在运营期间收集的数据继续分析。

宇宙的对称性

我们目前对宇宙的理解表明它受某种基本对称的管辖。其中一个对称性看着充电(c),奇偶校验或“handedness” (P), and time (T) –这意味着如果将CPT转换应用于系统,则它显示出原始系统的差异。然而,物理学家不断寻求任何可能的CPT违规迹象,这可能表明存在新物理学。然而,在弱力的领域中,在奇偶校正反演或奇偶校正反转和电荷共轭(CP)的组合的情况下已经观察到各个对称的断裂的情况。因此,预计这些系统也会在逆转时显示不对称。也就是说,当过程及时反转时,从一个状态到另一个速率的转换将发生在不同的速率下,从而显示出违规。

“虽然B Babar和Belle的B扇区CP违规,但所有CPT违规的测试都是零的一致,”帕特里克·科普班堡(Patrick Koppenburg)是来自荷兰国家解压物理学(Nikhef)的物理学家,以及CERN的LHCB合作成员。“因此,对T违规的观察并不令人惊讶,但它仍然需要进行测试。”实际上,物理学家等待近50岁 自1964年发现CP违规以来,使这一直接观察一年。发现也是14 几年后的另一个实验–CPLEAR实验– 据称拥有1998年违规的第一个实验证明 但这项索赔证明有争议。

探测时间的箭头

电子–禁止咖啡中的正电子碰撞被调整为正确的生产能量 Υ(4S)偏斯顿,由底夸克及其古董组成。这些Υ颗粒迅速衰减成B乳房,例如中性b0 在本研究中使用的胶园。

In 10 多年来,禁忌检测到近半十亿对B和抗B斯顿。由于这些对是由相同创建的Υ,他们从父母继承它们的量子号码Υ. This “entanglement”两个同时制作的b0 介子对观察违规是至关重要的。“自B的全局量子数0-antib.0 系统由系统固定Υ(4s)衰减,第一个b的状态0 meson to decay – whatever it may be –决定了另一个b0 那个时候,梅森,它在一段时间后衰减到另一个国家,”在瓦伦西亚大学和西班牙的粒子物理研究所解释Fernando Martinez-Vidal’S国家研究委员会(CSIC),是致力于这项研究的物理学家之一。“通过适当地选择第一和第二B的国家0 Mesons Decay,我们可以准备要研究和比较的过程。”

向前和向后

在量子物理学中,就B两者的线性组合而言,各个胶位可以表达为叠加。0 and anti-B0 味道 states. The transformations studied are the change of a B0 meson from a “flavour” state to a “linear-combination”国家,以及来自a的时间逆转“linear-combination” state to a “flavour”状态。首先,禁止物理学家将第一颗粒的味道确定为腐烂(b0 or anti-B0)并将这些信息用过“tag”第二名偏森的味道。采取即时此衰减发生作为开始时间,它们测量了第二个中间的时间转换为线性组合状态。然后,它们以反向执行测量:如果第一瞬间转换成线性组合状态,则可以使用该信息来确定第二名偏振子的线性组合状态,并测量它腐烂所花费的时间“flavour” state.

因此,通过交换转型的初始和最终状态,物理学家可以看出这些转换中每个转换的速率是否存在任何差异。不出所料,他们发现他们正在寻找的差异,具有14岁的意义σ –在粒子物理实验中,意义为5σ以上被认为是一个明确的发现。

虽然Babar可能已经默默地半十年前沉默,但希望从收集的数据中出现更多的新结果。

这项工作发表在 物理评论信.

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