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一种奇异的“原子”
我们知道,原子是由质子、中子和电子的某种组合构成的。最简单的原子氢只有一个质子,并且只有一个电子围绕着它转。但事实证明,有一个比氢更简单的“原子”。它被称为缈子偶素或μ子素,它可以帮助研究人员了解物理学中的奥秘。μ子素得名于一种叫做μ子的粒子,它是一种几乎与电子完全一样的粒子,但它们之间有两个关键区别。首先,μ子的质量大约是电子的200倍,但仍然比质子轻大约9倍。其次,它不稳定,大约百万分之二秒后200 0 2023-02-11 13:52
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挑战粒子物理标准模型的 μ 子,被最新实验结果摁回去了
曾被认为可能“打破标准模型”的μ子,被科学家们摁回去了。来自欧洲LHCb团队对实验数据进行了严格复核后,承认此前的分析存在问题:实际上,结果与标准模型的预测是一致的。要知道,此前这个重磅发现一旦被证实,就可能出现颠覆标准模型的新理论,甚至整个粒子物理学体系都会被改写。然而如今这一系列结果却再次被证实不可靠——所谓“μ子出现异常”的关键证据,是由于一系列微妙的误差导致的。LHCb团队发言人、英国曼彻314 0 2022-12-22 15:37
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不属于基本粒子的准粒子
本文来自微信公众号:返朴(ID:fanpu2019),原文标题:《它是粒子?不是粒子?哦,是准粒子!》,编译:乌鸦少年准粒子不同于通常所说的基本粒子,而是类似于基本粒子的物理实体,从大量基本粒子的相互作用中产生。不过,粒子和准粒子之间的界线正变得模糊,那些所谓的基本粒子可能同样是演生出来的,或许存在一个更大的框架将它们统一起来。粒子物理学标准模型中的17种基本粒子。准粒子不属于基本粒子。|Ferm217 0 2022-12-19 13:11
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标准模型的危机:物理学家重新思考自然本质
本文来自微信公众号:返朴(ID:fanpu2019),作者:娜塔莉・沃尔奇佛(NatalieWolchover),翻译:刘航尽管标准模型被认为是有史以来最成功的物理学理论之一,但近年来越来越多的迹象暗示标准模型存在危机。事实上,标准模型从诞生起就并不完美,甚至不是一个自洽的理论。它是“不自然”的,特别是关于希格斯玻色子质量引发的“等级问题”,至今没有根本性的回答。有一个简单便捷的理论可以解释这些问217 0 2022-12-01 15:21
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自己动手,在家做一回粒子物理实验
本文来自微信公众号:返朴(ID:fanpu2019),作者:刘航想探测到组成物质的基本粒子,并非需要超级巨大的探测器。说出来你可能不信,我们自己在家就能搭一个简易的探测器——可以观测到那些来自遥远宇宙的粒子的运动轨迹。你是否有为孩子做科学实验的困扰?现在有机会让你的孩子成为班里最靓的仔。自己动手,来一把粒子物理探测实验,用不太复杂的操作就能看到基本粒子在客厅中穿梭的径迹!虽然用肉眼看不到,但基本粒230 0 2022-11-17 19:07
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粒子物理学停滞不前的噩梦该怎样打破?
本文来自微信公众号:返朴(ID:fanpu2019),编译:叶凌远除非欧洲大型强子对撞机能带来惊喜,否则粒子物理可能会无奈地走到尽头。超环面仪器(ATLAS)是大型强子对撞机的四个主要探测器之一,已经针对新一轮的对撞实验进行了升级。图片来源:MAXIMILIENBRICE/CERN十年前,粒子物理学家让整个世界为之振奋。欧洲核子研究组织(CERN)的大型强子对撞机(LHC)是世界最大的粒子加速器。197 0 2022-11-08 17:23
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捕捉上帝粒子的游戏
“世界是由什么构成的?”这个在文明诞生之初就伴随着人类的问题,直到最近2个世纪,才逐渐有了准确的答案。两百多年前,化学家发现,世间万物都可以最终拆解为几十种不同的化学元素。20世纪30年代,物理学家进一步发现,所有元素都是由原子构成的。在这个尺度上,每个原子被解构为一个位于原子中心的原子核以及若干个核外的带负电的电子。原子核则被进一步分解为不同数目的带正电的质子以及电中性的中子,他们的质量占据了原234 0 2022-11-05 15:03
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对称性构成了宇宙的基础,而宇宙又喜欢打破对称性
照照镜子,我们会发现身体左侧与右侧几乎相同,这称为对称性。我们不仅可以在自然界看到它,而且更根本的是,对称性似乎写在宇宙的蓝图中。例如,量子力学中的对称性导致了三种基本的自然力:电磁力、弱力和强力。尽管对称性很重要,但打破对称性也很重要。如果没有这些被打破的对称性,我们就不会拥有熟悉的宇宙,就不会有我们所知道的生命。在物理学中,对称性是指粒子的性质在经过变换后不会改变。最简单的例子是,无论你在地球270 0 2022-11-04 14:58
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W 玻色子质量“超出预期”,宇宙或存在未被发现的粒子或力
北京时间5月9日消息,据国外媒体报道,对W玻色子质量的最新分析表明,这些粒子比粒子物理学中标准模型的预测值重得多。物理学家发现,这种传递弱核力的基本粒子似乎比以往预测的重了0.1%,而正是这一微小的差异,可能预示着基础物理学将迎来重大改变。相关的研究结果发表在近日的《科学》(Science)杂志上。▲ W玻色子是17种已知的基本粒子之一,其奇特的质量测量结果可能指向未知的粒子或力。对W玻445 0 2022-05-09 10:34
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神秘的暗物质可能是来自额外维度的宇宙遗迹
新浪科技讯北京时间4月18日消息,据国外媒体报道,大量的引力子可能在宇宙大爆炸后的万亿分之一秒时形成,其数量之多或许足以解释暗物质的存在。作为一种非常难以捉摸的奇特物质,暗物质占据了宇宙的大部分质量,它可能是由大爆炸后第一次出现的引力子组成的。引力子是一种基于量子场论架构提出的基本粒子,其量子交换能产生引力。一个新的理论认为,这些假想的粒子可能是来自额外维度的宇宙孑遗。研究人员的计算表明,这些粒子343 0 2022-04-18 10:50
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Science 封面引爆物理学界:W 玻色子严重超重,粒子物理标准模型又裂开了
最新Science封面文章,给物理学界投下了一枚重磅炸弹。来自费米实验室的实验结果显示,一种名为W玻色子的粒子质量严重偏离了理论预测值。而这也就意味着,此前的一系列基础物理学理论可能要重新改写!论文一出,物理学家们已经炸了锅。布法罗大学的DorrenWackeroth就对Science表示:这种差异可能暗示着一种从未被发现的粒子的存在。马德里理论物理研究所的物理学家SvenHeinemeyer甚至351 0 2022-04-08 14:18
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康奈尔大学研究人员发现 3D 半导体颗粒具有 2D 特性:可用于光电化学过程
科技部合作司消息显示,康奈尔大学的研究人员发现,3D半导体颗粒具有2D特性,可用于光电化学过程——光用于驱动化学反应——从而推动太阳能转换技术。该项研究也可使减少二氧化碳排放、将氨转化为氢和生产过氧化氢的可再生能源技术受益。该研究的论文发表在《NatureMaterials》期刊上。研究人员将重点放在半导体钒酸铋上,钒酸铋的颗粒可吸收光,然后利用光的能量氧化水分子。半导体颗粒本身形状各异,具有3D349 0 2022-02-07 11:23
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物理新研究:希格斯玻色子阻止宇宙崩溃,还暗示存在多元宇宙
物理学家提出,我们的宇宙可能只是一个更大宇宙的一小部分,而这个更大的宇宙一直在快速膨胀,并不断涌现出新的宇宙。在这个多元宇宙的角落里,希格斯玻色子的质量足够低,使得我们所处的宇宙不会像其他宇宙那样坍缩。希格斯玻色子是一种赋予其他基本粒子质量的神秘粒子,可能正是这种粒子的存在,才使我们的宇宙免于崩溃。一个疯狂的新理论认为,希格斯玻色子的特性可能预示着我们生活在一个具有平行世界的多元宇宙中。该理论认为512 0 2022-01-26 11:27
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国家天文台王杰:探测暗物质的方法已经穷尽,这是人类共同面临的困境
精彩观点:暗物质,前面“暗”字是个形容词,只是暂时“暗”。因为这种物质我们目前为止没办法观测到它,它不发光,但是将来可能有其他手段可以对暗物质真正或进一步的了解。暗物质,我们确实需要它,如果没有它,当前大部分理论都要进行修改,“暗物质理论”是最漂亮的理论,能解释目前所有的关键的观测事实。人类花费很多力量和投入去寻找暗物质,它可能是下一代物理或者新物理的突破口。在宇宙学我们已经确定了暗物质粒子的存在385 0 2021-12-28 10:29
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暗物质是冷的、热的,还是温的
据国外媒体报道,半个世纪前,科学家薇拉・鲁宾和肯特・福特证实了一种不可见物质——现被称为暗物质,他们认为暗物质是促使星系旋转的“动力”,现今科学家们提出了大量暗物质存在的证据,但似乎我们对这种神秘物质的了解还是不够的,例如:暗物质是冷的、温的还是热的?尽管暗物质仅通过引力与普遍物质相互作用,但暗物质的数量非常多,占宇宙中所有物质的85%,它对塑造我们看到的所有物质具有关键的“幕后作用”,从银河系至417 0 2021-10-19 10:44
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科学家捕捉到奇异的亚原子粒子,或许是它拯救了我们的宇宙
北京时间6月30日消息,世界上最大的原子对撞机——大型强子对撞机(LHC)的研究人员在尝试把物质变为反物质的过程中,捕捉到一种奇异的亚原子粒子。这一发现或许可以帮助我们了解宇宙如何从大爆炸诞生之后的瞬间免于彻底的湮灭。牛津大学的研究人员使用来自大型强子对撞机的第二次运行数据,发现了这种粲介子。这是一种同时包含夸克(即构成物质的基本单元)和反夸克的亚原子粒子,并且可以在物质和反物质的两种状态之间自动558 0 2021-06-30 11:01
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探测宇宙:小小的镜片或许能帮助我们解开暗物质之谜
北京时间6月3日消息,据国外媒体报道,许多年来,科学家付出了巨大的努力和大量的资金,希望了解可能构成大部分宇宙的无形物质到底是什么,但迄今为止所有的科学实验都未能探测到任何暗物质候选粒子。如今,美国特拉华大学的研究人员提出了一种新的暗物质实验设计,试图通过一面超薄的镜子来探测所谓的“暗光子”。这项研究描述了一种硬币大小的加速度计,在理论上能够测量到此前实验中无法看到的微小粒子。研究人员希望找到的假729 0 2021-06-03 10:41
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大型强子对撞机 LHC 发现 4 种新粒子,均由四种不同夸克组成
IT之家3月6日消息 根据环球科学杂志社消息,欧洲核子研究组织(CERN)近日公布,他们在大型强子对撞机底夸克实验(LHCb)中发现了4种新粒子,均由四种不同的夸克组成。其中两种会衰变为J/ψ和K+介子,分别名为Zcs(4000)+和Zcs(4220)+;另外两种分别名为X(4685)和X(4630)。科学家在对撞中心能量7、8和13TeV的实验中发现了这些粒子。▲CMS探测器渲染图|图514 0 2021-03-06 08:07
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在家做核子研究:DIY 一个粒子检测器
如果把你和16岁的儿子关在家里,你们会做什么?好吧,第一个答案可能是造一个游戏PC,但现在DIY游戏PC的项目太多,有其他一些不一样的东西吗?或许,可以试着做一个粒子探测器?这个叫SteveFoster的博主在网上碰巧看到了一篇介绍欧洲核子研究中心(CERN)外联项目的文章,这个项目说,你能以不到30英镑的价格打造你自己的粒子探测器?? GitHub链接:http478 0 2020-09-27 14:02
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寻找宇宙 “缺失”的另一半重子
北京时间7月14日消息,据国外媒体报道,面对现实吧:直到现在,我们依然对宇宙几乎一无所知。当然,我们已经确定了一些事情,比如暗物质和暗能量的存在;我们也知道宇宙大爆炸,以及星系如何在数十亿年的过程中形成、演变。然而最痛苦的是,我们知道“正常”物质(构成星系、恒星、行星和我们自身的物质)只占宇宙所有质量和能量的5%。更糟糕的是,在这些正常物质中,还有一半我们仍然不知道在哪里。宇宙普查首先,我们必须先387 0 2020-07-14 09:23