Science罩爆物理学界：W玻璃颗粒严重超重，颗粒物理标准模型又为裂变量子位，

最新的Science封面报道在物理学界投下了重磅炸弹。

来自费米实验室的实验结果表明，称为W玻璃颗粒的颗粒的质量大大偏离理论预测值。

这意味着有可能改写之前的一系列基础物理学理论！

论文一出，物理学家们就已经把锅炸了。

布法罗大学的Dorren Wackeroth相对于Science

马德里理论物理研究所的物理学家（Sven Heinemeyer、甚至说：“这将从根本上改变我们看待世界的方式。”。

香港科技大学物理学系副教授王一的知乎回答可能更直观地表现了物理学研究者们的心情：

这到底是怎么回事。

重0.1%的W玻璃粒子，首先简单介绍一下W玻璃粒子是什么。

我们知道宇宙有引力作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用四种基本相互作用。

W玻璃颗粒是传递弱相互作用的基本颗粒，其质量与弱相互作用的强弱有关。

更一般地，W玻璃颗粒是参与核聚变的重要颗粒。

本次，在费米实验室的最新论文中，以W玻璃粒子的质量为焦点，进行了迄今为止精度最高的测定：

科学家们对Tevatron在对撞机2002年至2011年10年间产生的W玻璃粒子数据进行了持续分析，结果W玻璃粒子的质量为80433±9.4MeV，这个结果比标准模型的预测值重76MeV——相当于152个电子的质量。

而且，该测定结果与理论值偏差达到7个σ。这意味着统计偏差引起结果异常的概率不超过0.000000256%。

通常，5个σ成为真正意义上的物理新发现。

标准模型是解释诸如夸克、电子等微细颗粒的物理模型，在微细区域获得了巨大的成功。2012年发现希格斯玻璃粒子时，发现了标准模型所预言的所有粒子。

因此，我们不认为这与理论值相比只超过了0.1%，但如果这一实验结论被独立地反复确认，就意味着很可能存在尚未发现的粒子或力，这无疑会对现有的粒子物理理论体系造成冲击。

例如希格斯机构。

由于弱力是短程力，理论上W玻璃粒子是重粒子。

为了说明其质量，科学家引入了希格斯机制：

在标准模型中，如果温度足够高，物理系统的电弱对称性没有被打破，所有的基本粒子都不具有质量。

当温度降至低于临界温度时，希格斯场变得不稳定，转变为最低能量状态，即量子力学的真空，整个物理系统的连续对称性自发地被破坏，W玻色子、Z玻色子、费米子也能得到质量。

这里可以简单地理解的是，W玻璃粒子的质量是由希格斯机构提供的。

那么，如果W玻璃粒子的质量与标准模型中的预测值不一致，则在希格斯机理上存在问题的可能性高。

这意味着背后可能存在一个新的物理学世界。

另外，费米实验室的最新结果与2012年发表的数据（80387±19MeV）以及欧洲核子研究中心（CERN）的ATLAS实验的结果（80370±19MeV）不同。

这些早期的实验结论与标准模型一致。

因此，物理学研究者们现在希望欧洲的大型强子冲突功能能尽快验证最新结果。

标准模型的裂缝，实际上并不是标准模型第一次受到冲击。

去年4月，同样是“费米实验室”在头版杂志《物理评论快报》上发表了实验数据，“μ子磁特性超出理论预测，标准模型难以解释。

这是μ在子相互作用的粒子中，存在至今未被发现的粒子，例如暗黑物质粒子和超对称理论预言的粒子。

然而，除了最新的Science封面文章，迄今为止的“疑问”并没有达到粒子物理新发现的“黄金标准”--5σ。

也就是说，费米实验室给出的这个新结果是目前科学家们在标准模型中发现的最大的“bug”。

总而言之，物理学界今后显然会忙起来。

论文地址：https：//www.Science.org/doi/10.1126/Science.abk1781

参考链接：[1]https：//www.Science.org/content/article/mass-rare-particle-may-conflict-standard-model-signaling-new-physics[2]https：//www.quantamagazine.org/fermilab-says-particle-is-heavy-enough-to-break-the-standard-model-20220407/