大型强子对撞机（LHC）五年旧数据中发现的最新一系列异常现象，可能为一种全新的基本粒子指明方向，物理学家们希望如此。
最近的发现，在日内瓦附近欧洲粒子物理实验室 CERN 4 月 18 日的研讨会上报告，可能最终会被证明是随着新数据的分析而消退的统计波动。但它之所以引人入胜，是因为它似乎与先前报道的怪异现象相符。而且它与一些理论家根据早期报告所做的新的物理预测相匹配。
英国伯明翰大学的 Simone Bifani 在 CERN 研讨会上告诉物理学家，当 LHC 将质子撞击在一起时产生的称为 B 介子的特定短寿命粒子似乎正以意想不到的方式衰变。
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粒子物理学的标准模型预测，正反物质粒子对应该是 B 介子衰变产物的一部分：具体而言，电子-正电子对和μ子-反μ子对应该以大致相等的数量被发现。（μ子是电子的重表亲）。但 Bifani 表示，根据对撞机 LHCb 实验收集的数据，研究人员看到更多的电子-正电子对。
英国牛津大学物理学家、LHCb 发言人 Guy Wilkinson 表示，这可能只是一个统计上的侥幸。在最新的研究中，研究人员查看了来自 LHCb 的两组关于 B 介子衰变的单独数据，并且在每种情况下都发现了一个统计意义低于 2.5 西格玛（衡量统计置信度）的异常。这远远低于通常用于声称“发现”所需的 5 西格玛阈值。
但 Wilkinson 指出，LHCb 已经发现了许多与介子衰变相关的类似异常现象，特别是与各种类型的 B 介子有关。它们在统计上都还不显着，但它们指向同一方向。“过去五年发生了一些奇怪的事情，”他说。
一些 LHC 物理学家不太确定该公告是否值得在研究人员中引起如此大的轰动。例如，CERN 物理学家 André David 在推特上表示，“在这里堆积一个西格玛，在那里堆积一个西格玛”并不能构成一项发现。
短寿命的新粒子？
尽管如此，理论家们已经根据早期的发现提出了新的物理学。德国慕尼黑工业大学的理论家 David Straub 表示，令人兴奋的是，最新的 B 介子衰变结果与这些想法一致。Straub 昨日在 arXiv 网站上发表了一篇论文，分析了最新的介子衰变结果；另外五篇理论论文也已发表，并且可能会有更多论文发表。阿姆斯特丹自由大学的理论家 Juan Rojo 表示：“科学界对这些结果相当关注。”
如果这些结果不是统计上的侥幸，那么解释这些结果最明显的方法是，当 B 介子衰变时，物理学标准模型中未预测的新粒子会短暂出现，从而影响衰变产物，这六篇论文都同意这一点。一种可能性是，可能存在一种称为 Z' 的 Z 玻色子的较重表亲。另一种解释是存在一个“轻夸克”，它是一种与轻子和夸克都具有某些性质的玻色子。
这些粒子在理论家们最喜欢的扩展标准模型的方案中都没有出现，但研究人员表示，如果它们存在，LHC 的更大实验（ATLAS 和 CMS）应该能够直接创造它们，而不是观察它们对其他粒子衰变的影响。
LHCb 的最新分析完全基于 LHC 第一次运行的数据，该运行在 2013 年初对撞机关闭进行升级时结束。自 2015 年对撞机重新开放进行第二次运行时，LHCb 和其他实验已经获得了更多的数据。目前正在进行几项关于 B 介子衰变的更多研究。因此，在今年年底之前，这个谜团可能会被解开。
“我们有足够的数据来验证或反驳这些影响。真相终将大白，”Wilkinson 说。
本文经许可转载，并于 2017 年 4 月 19 日首次发表。