CERNでの新しい物理的力の発見（振動力ではない）

2020年に、大型ハドロン衝突型加速器（LHCB）実験は、いくつかの粒子が標準模型の基本原理の1つを破るという証拠を提供しました。これは、すでに知られている4つの力に加えて、新しい素粒子と力が存在する可能性を示唆しています。

同じ実験のさらなる実験は、私たちの現在の基礎物理学の理論が説明できない現象のさらなる手がかりを明らかにしました。

物理学者は、これらの謎を正確に研究するために、標準模型を超える物理がどのように機能するかの兆候を長い間探してきました。。 1つの方法には、ビューティークォークと呼ばれる粒子の検索が含まれます。ビューティークォークは、すべての原子の核を構成するアップクォークとダウンクォークのいとこです。

ビューティークォークの寿命は短いです。それらは、他の粒子に変形または崩壊する前に、1兆分の1秒しか生き残れません。

CERNの巨大粒子加速器である大型ハドロン衝突型加速器は、毎年何十億もの美しいクォークを生成します。それらはLHCbと呼ばれる専用の検出器によって記録されます。ここで「b」はBeautyを表し、このタイプのクォークを指します。

前の実験は、ビューティークォークがそれらのより軽いいとこである電子よりも低い周波数でミューオンと呼ばれる粒子に崩壊していることを示しました。これは、ミューオンの約200倍軽い電子を除いて、電子とミューオンを同じように扱う標準模型では説明できません。その結果、これらのクォークは同じ速度でミューオンと電子に崩壊するはずです。代わりに、LHCbの物理学者は、ミューオンの崩壊が電子の崩壊よりも約85％多いだけであることを発見しました。

LHCbの結果と標準モデルの違いは、約3単位の実験誤差、つまり素粒子物理学で知られている「3シグマ」でした。これは、結果が統計的なケースによって引き起こされる可能性が1000分の1しかないことを意味します。

結果が正しければ、異なる強度の電子とミューオンを引き付ける新しい力がこれらのクォークの崩壊を妨害しているという説明が考えられます。

ただし、効果が自然であることを確認するには、より多くのデータが必要です。より多くのデータがある場合にのみ、これは実際の発見と見なされます。

したがって、これらのデータが真実であるという疑いがかなりあるとしても、これまで全く知られていなかったこの新しい基本的な力を確認するために、多くの実験を行う必要があります。これまでのところ、強い核力、弱い核力、電磁力、重力の4つの力が知られています。この新しい力は、革新的な物理学への扉を開きます。

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