新研讨为未发明的亚原子粒子设定了尺寸限定

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一项新的研讨表明,很多理论化的重粒子,假如它们存在的话,就不具有诠释物资在宇宙中反物资上风所需的性子。

假如获得证明,这些研讨效果将对几个突出的理论举行严重修正,这些理论被认为是20世纪70年代初期开辟的粒子物理规范模子的替换品。来自耶鲁大学,哈佛大学和西北大学的研讨人员举行 了这项研讨,该研讨宣布在“天然”杂志上。

这一发现是进入无限小标准的粒子,能量和气力的心灵蜿蜒性子的窗口,特别是在量子范畴,即使是圆满的真空也不是真正的朴陋。不管空虚位于恒星之间照样位于份子之间,很多试验表明,任何真空都充满了各种类型的亚原子粒子 – 以及它们的反物资对应物 – 不断地存在和不存在。

辨认它们的一种要领是细致研讨被亚原子粒子围困的电子的外形。研讨人员研讨了电子四周真空中的细小歪曲,以此来表征粒子。

这项新研讨报告了先进的冷份子电子偶极矩(ACME)试验所做的事情,该试验旨在探测电子的电偶极矩(EDM)。电子EDM对应于电子一端的小突出和相对端的凹痕。

规范模子展望极小的电子EDM,然则存在很多宇宙学题目 – 比方在大爆炸以后物资优于反物资的题目 – 这些题目已将科学家指向更重的粒子方向,超出了参数的局限。规范模子,它将与更大的电子EDM相关联。

“规范模子的展望与其替换计划完整差别,ACME能够辨别这些展望,” 耶鲁大学ACME小组负责人David DeMille说 。“我们的效果通知科学界我们须要仔细从新思索那些替换理论。”

实际上,规范模子展望电子四周的粒子会细微地挤压其电荷,但这类效应仅在比ACME视察到的精确度高10亿倍的分辨率下才会显著。但是,在展望新型粒子的模子中 – 比方超对称和大统一理论 – 人们广泛期待ACME精度程度的外形变形。

美国国家科学基金会(NSF)的原子,份子和光学物理项目主任John Gillaspy说:“电子老是带着一团短暂的粒子,在它四周的真空中歪曲。”该基金会赞助了ACME的研讨。近十年。“歪曲不能与粒子自身星散,它们的相互作用致使电子电荷的终究外形。”

ACME运用一种奇特的工艺,包含将一束冷的氧化钍(ThO)份子 – 每脉冲一百万个,每秒50次 – 发射到一个大桌子大小的腔室中。

在该腔室内,激光将份子和电子定向在内部,由于它们在经心掌握的磁场内的两个带电玻璃板之间飞翔。ACME研讨人员经由过程经心调解的读数激光器视察份子发出的光。光供应信息以肯定电子电荷的外形。

经由过程掌握约莫三十个参数,从激光器的调谐到试验步骤的时候,ACME比之前的纪录坚持器完成了10倍的检测革新:ACME 2014年的试验。ACME的研讨人员示意,他们愿望在将来的试验版本中,精确度再进步10倍。

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