中國終於出現基礎科學超重磅發現了？膠球，上帝粒子後又一里程碑？

朋友們好,如果問你中國科學家對人類基礎科學有何重大貢獻,尤其是類似引力波和上帝粒子希格斯波攝子內容可以改變人類對宇宙認知的發現,你可能摳半天頭皮都想不出來,不過現在可能已經有一個候選者了,一旦得到證實,將可能成爲中國科學家對現代基礎科學最重大的貢獻,有可能與獲得諾獎的希格斯波攝子相提並論, 5月2日,物理評論快報發表了一篇由全球600名研究人員組成的大型國際物理學家團隊的論文, 通過北京正副電子對撞機合作項目,他們可能已經發現了量子攝動力學預言的交球,達到了11.7標準差的統計顯著性, 這項研究的第一作者是中國科學院高能物理研究所的麥迪拉·阿布裏克姆, 在粒子物理學中,5標準差被認爲是宣佈發現的黃金標準, 意味着研究結果只有約百萬分之一,也就是0.00006%的概率是由隨機誤差引起的。 換句話說,如果你得到了5標準差的顯著性結果,幾乎可以排除這是由於偶然性或者是統計噪聲導致的假象,更何況是11.7標準差。 那麼這一重大發現究竟是怎麼回事呢? 所謂交球是由膠質組成的複合粒子,在量子攝動力學中,膠質是傳遞強相互作用的粒子, QCD預言膠質不僅能夠傳遞強相互作用,還能形成穩定的複合態,也就是交球。 然而,儘管理論上預測交球是存在的,但迄今爲止,在實驗中從來沒有發現過這種粒子的蹤影。 正像標準模型預言的希格斯波攝子一樣, 1960年代,彼得·希格斯等科學家提出了希格斯機制,預言了希格斯波攝子的存在。 但直到2012年,這種被稱爲上帝粒子的新粒子纔在歐洲強子對撞機中找到, 讓我們知道了萬物質量的來源,對粒子物理學和宇宙學產生了深遠的影響。 希格斯也因此獲得了諾貝爾物理學獎。 在這項研究中,科學家們通過北京正負電子對撞機, 過去10年產生的110個傑塞粒子的衰變數據樣板, 經過大量的測量分析,發現了質量爲2395兆電子伏特每c平方, 也就是1.78乘10的負30次方公斤的新粒子,與理論預言中的交球質量一致。 所謂傑塞粒子是一種由一個顫夸克和一個反顫夸克組成的介質, 它在1974年被發現,也是物理學中最重要的事件之一, 被稱爲是11月革命,因爲它證實了長期尋找的顫夸克的存在。 領導兩個獨立科學家小組同時發現這一粒子的丁肇中和伯頓·理科特, 也因此獲得了諾貝爾物理學獎。 北京正負電子對撞機可以產生大量的傑塞粒子, 傑塞粒子極不穩定,會在7.2乘10的負20一次方秒內衰變成其他更輕的粒子, 大約26%的幾率會產生光子,64%的幾率產生三個膠質, 9%的幾率會產生光子和兩個膠質, 所以傑塞粒子的衰變過程會涉及到大量的膠質, 被認爲是尋找交球的理想環境。 在分析傑塞ΓKsΓSη的衰變模式時, 科學家們發現了平均質量爲2370兆電子伏特每c平方的粒子, 質量落在了預言的交球範圍內, 這無疑是令人極爲振奮的發現, 但要證明它有可能就是交球,還需要最關鍵的一步, 它的質旋宇稱量子數是否確實爲0質旋負宇稱, 因爲這是預言中交球的特徵之一。 科學家們使用複雜的部分波分析技術, 首次測量了這種粒子的質旋宇稱量子數, 結果表明它與科學家們長期尋找的標準模型理論中, 最輕眼標量交球的特性完全一致, 即質旋爲0,宇稱爲負, 這是迄今爲止支持交球存在的最強有力的實驗證據。 有趣的是,由於當初宣佈該粒子的質量爲2370兆電子伏特每c平方, 該粒子已被命名爲X2370, 但最新實驗結果表明,它更準確的質量是2395兆電子伏特每c平方, 實驗不確定度爲11兆電子伏特每c平方, 而2019年發表的格典量子攝動力學最新理論預測, 其質量爲2395正負14兆電子伏特每c平方, 是不是幾乎分毫不差, 這意味着實驗和理論之間有着極爲驚人的一致。 儘管所有數據和測量分析都表明, X2370就是迄今爲止檢測到的第一個交球, 但科學家們表示仍然還需要保持謹慎, 因爲目前已經發現有類似的X介質是由夸克和反夸克共振形成的, 而不是預言中的交球。 另外就是Jesse衰變中觀察到的X2370產量有點太高了, 與目前的交球解釋並不一致, 不過這種解釋仍在審查之中,還沒有定論。 最後就是X2370測量的負語稱與鹽標量一致, 而不是與標量一致, 這意味着它與交球解釋一致, 但並不是交球的確鑿證據, 因爲其他粒子也可能具有類似的性質。 希格斯波攝子的發現, 被譽爲現代物理學的里程碑, 驗證了希格斯機制, 解釋了基本粒子質量的來源。 交球的發現將直接驗證量子攝動力學理論, 有可能是繼希格斯波攝子之後的右翼里程碑, 帶來一系列新的理論和實驗研究。 這意味着如果交球的發展最終被證實, 或將是中國在基礎科學領域的第一個世界級重大貢獻。