每 100 亿个底夸克粒子中，可能只有 1 个会发生某种特定衰变。据欧洲核子研究中心（CERN）近日消息，其大型强子对撞机上的 LHCb 实验首次获得了这一罕见衰变过程存在的证据。经过 40 多年的搜寻，科学家终于捕捉到这一微弱信号，标志着向探索 " 仄米尺度宇宙 " 迈进一步。该发现为检验粒子物理学标准模型、寻找新粒子和未知作用力提供了新途径。

LHCb 实验现场照片。图片来源：欧洲核子研究中心

此次观测的衰变过程被称为 "Bd 介子衰变为双 μ 子 "。在这一过程中，含有底夸克的 Bd 介子衰变为两个 μ 子。μ 子是电子的 " 近亲 "，但质量比电子大得多。根据标准模型预测，这一过程极罕见，发生概率约为每 100 亿个底夸克粒子中出现 1 次。此前，尚无任何单一实验能够获得这一过程存在的确凿证据。

此次测量的统计显著性为 3.2 个标准差，达到粒子物理学领域确认的 " 首次证据 " 要求，但尚未达到粒子物理学领域正式宣布发现所要求的 5 个标准差，因此目前还不能确认发现了新的粒子或物理现象。科学家仍需收集更多数据，进一步确认这一衰变过程。如果后续数据能够将统计显著性提升至 5 个标准差，这一衰变过程将获得正式确认，并成为迄今实验观测到的最罕见的底介子衰变过程。

LHCb 实验主要研究含有底夸克的粒子。底夸克是构成普通物质的上夸克和下夸克的较重 " 亲属 "，在大型强子对撞机的粒子碰撞中能够大量产生，但寿命极短，约为 1.5 万亿分之一秒。科学家通过精确测量其衰变过程，可间接探测新粒子的影响。某些新粒子即使无法被对撞机直接捕捉，也可能改变特定衰变发生的概率。因此，越是罕见的衰变过程，往往越有可能成为寻找新物理现象的重要窗口。

物理学家将这一尚未充分探索的微观尺度称为 " 仄米尺度宇宙 "。仄米是 10 的负 21 次方米，在这一极其微小的尺度上，可能隐藏着尚未发现的粒子和自然界基本作用力。

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来源丨科技日报

责编丨钟艳平

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