物理学家在理解宇宙基本力方面达到了里程碑

为了解开宇宙之谜， 罗切斯特大学的研究人员 几十年来一直参与欧洲核研究组织(通常称为欧洲核子研究组织)的国际合作。

由 George E. Pake物理学教授 Arie Bodek领导的罗切斯特团队在 CERN 的广泛参与，特别是在 CMS(紧凑介子螺线管)合作中的基础上， 最近实现了一个突破性的里程碑。他们的成就集中在测量电弱混合角，这是粒子物理标准模型的重要组成部分。该模型描述了粒子如何相互作用并精确预测了物理和天文学中的许多现象。

博德克说：“最近对电弱混合角的测量非常精确，是根据欧洲核子研究中心的质子碰撞计算出来的，增强了对粒子物理学的理解。”

CMS 协作组织 汇集了全球粒子物理界的成员，以更好地了解宇宙的基本定律。除了 Bodek 之外，CMS 合作项目的罗切斯特团队还包括 物理学教授 Regina Demina和物理学副教授Aran Garcia-Bellido的主要研究员，以及博士后研究员以及研究生和本科生。

欧洲核子研究中心的发现

欧洲核子研究组织(CERN)位于瑞士日内瓦，是世界上最大的粒子物理实验室，以其突破性的发现和尖端的实验而闻名。

作为 CMS 合作的一部分，罗切斯特的研究人员在 CERN 有着悠久的工作历史，包括在 2012 年发现希格斯玻色子中发挥了关键作用，希格斯玻色子是一种有助于解释宇宙质量起源的基本粒子。

此次合作包括收集和分析来自 CERN 大型强子对撞机 (LHC)(世界上最大、最强大的粒子加速器)的紧凑型 Muon 螺线管探测器的数据。 LHC 由一个 17 英里长的超导磁体环和建在地下的加速结构组成，横跨瑞士和法国边境。

大型强子对撞机的主要目的是探索物质的基本组成部分以及控制它们的力量。它通过将质子或离子束加速到接近光速并以极高的能量相互碰撞来实现这一目标。这些碰撞重现了类似于大爆炸后几分之一秒内存在的条件，使科学家能够研究极端条件下粒子的行为。

瓦解统一力量

在 19 世纪，科学家发现不同的电力和磁力是相互关联的：变化的电场会产生磁场，反之亦然。这一发现奠定了电磁学的基础，电磁学将光描述为一种波，解释了光学中的许多现象，并描述了电场和磁场如何相互作用。

基于这一认识，20 世纪 60 年代的物理学家发现电磁力与另一种力(弱力)有关。弱力在原子核内运作，负责放射性衰变和为太阳能生产提供动力等过程。这一发现导致了电弱理论的发展，该理论认为电磁力和弱力实际上是一种称为统一电弱相互作用的统一力的低能表现形式。希格斯玻色子等重大发现证实了这一概念。

探索电弱相互作用

CMS 合作组织最近通过分析欧洲核子研究中心大型强子对撞机的数十亿次质子-质子碰撞，进行了迄今为止与该理论相关的最精确的测量之一。他们的重点是测量弱混合角，该参数描述了电磁力和弱力如何混合在一起以产生粒子。

先前对电弱混合角的测量引发了科学界的争论。然而，最新的发现与粒子物理标准模型的预测密切相关。罗彻斯特研究生 Rhys Taus 和博士后研究员 Aleko Khukhunaishvili 采用了新技术，以最大限度地减少测量中固有的系统不确定性，从而提高其精度。

了解弱混合角有助于了解宇宙中不同力如何在最小尺度上协同作用，加深对物质和能量基本性质的理解。

“自 2010 年以来，罗切斯特团队一直在开发创新技术并测量这些电弱参数，然后在大型强子对撞机上实施它们，”博德克说。 “这些新技术预示着标准模型预测精确测试的新时代。”

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！