http://www.physorg.com/news193403945.html
May 18, 2010
(PhysOrg.com) -- 位於美國能源部 Fermi 國家加速器實驗室的 DZero 聯盟科學家週五（5/14）表示，他們已在包含底夸克（bottom quarks）之粒子的行為中，發現違逆物質／反物質對稱的顯著證據，那超越了目前的理論 -- 粒子物理學的標準模型（Standard Model） -- 所預期的。
已由 DZero 聯盟（一個包含 500 位物理學家的國際團隊）遞交 Physical Review D 出版，這個新結果指出，在 Fermilab 之 Tevatron 粒子對撞機的高能碰撞所產生的 B 介子（B mesons）衰變中，渺子（muons）對產生與反渺子對產生之間有百分之一的差異。
只有當粒子與反粒子的行為出現差異，我們才有可能在宇宙中觀察到「佔優勢地位的物質」。雖然物理學家已在粒子行為中觀察到這種差異性（稱為荷--宇稱違逆、CP violation）達數十年之久，不過這些差異性小到難以解釋我們在宇宙中所觀察到的，物質勝過反物質的優勢地位，而且與標準模型完全一致。若此結果為更進一步的觀察與分析所確認，那麼藉由找出超越我們今日所知的新物理現象， DZero 物理學家所見效應，將代表對觀察到的物質優勢更進一步的了解。
利用其精密偵測器的獨特功能與新開發的分析方法，DZero 科學家證明，此測量與任何已知效應一致的可能性低於百分之 0.1（3.2 個標準差）。
"在 B 介子衰變中，這項令人振奮的新結果從當前理論提供偏差的證據，與早先暗示一致，" Dmitri Denisov 表示，這項 DZero 實驗（那是二項 Tevatron 對撞機碰撞實驗的其中之一）的共同發言人。去年，Tevatron 實驗、DZero 與 CDF 在研究由底夸克與奇夸克所構成的粒子時，觀察到這種暗示。
當物質與反物質粒子在高能碰撞中對撞時，它們會轉變成能量並產生新的粒子與反粒子。在 Fermilab 的質子與反質子對撞機中，科學家每天觀察了幾百萬次。類似過程若發生在宇宙之始，那麼我們的宇宙將有數量相等的物質與反物質。不過這個世界僅由物質所構成，而反粒子僅能在對撞機、核反應或宇宙射線中產生。「反物質發生了什麼事？」是 21 世紀粒子物理學的主要問題之一。
為了獲得新結果，DZero 物理學家「盲目地（blind）」完成資料分析以避免任何基於其所觀察到的偏差。只有當分析工具經長期驗證後， DZero 才開始調查完整的資料組。實驗者在資料收集期間逆轉其偵測器的磁場極性以消除儀器所造成的效應。
"當我們看見新結果時，我們有許多人起了雞皮疙瘩（felt goose bumps），" Stefan Soldner-Rembold，DZero 的共同發言人表示。"我們知道我們看見某些超越了我們之前所見的東西，而那也超越了當前理論所能解釋的。" DZero 測量的精確性仍受限於該實驗到目前為止所記錄到的碰撞次數。CDF 與 DZero 因而繼續收集資料並精練分析，以處理該問題以及其他眾多基礎問題。
"Tevatron 對撞器運作十分良好，自高能碰撞中提供 Fermilab 科學家程度空前的資料，以探索自然界中最深處的祕密。這項有趣的結果強調了 Tevatron 計畫的重要性與科學潛力，" Dennis Kovar 說，DOE 高能物理學科學辦公室副主任。
"DZero 結果是基於 DZero 實驗在過去八年多所收集到的資料︰在相當於 Tevatron 對撞機中質子與反質子間數百兆次碰撞的 toatal integrated luminosity（全綜合光度）中超過 6 inverse femtobarns（負飛邦，譯註︰fb^-1，fb 為 10^-43 平方公尺，inverse femtobarns 是測量每 fb 的粒子碰撞事件）。"
"Tevatron 對撞機實驗研究高能對撞的每個細節︰從希格斯玻色子（Higgs boson）的尋找到粒子特性的精確測量，藉此尋找新且未知的自然法則。我很高興看見 Tevatron 又產生另一個令人振奮的結果，" Fermilab 主任 Pier Oddone 表示。
DZero 是一項跨國實驗，包含來自 19 國 86 個單位的 500 位物理學家。那由美國能源部、NSF 以及一些國際性基金會所支持。
更多資訊︰http://www-d0.fnal.gov/Run2Physics/WWW/results/final/B/B10A/
※ 相關報導︰
＊ Search for CP violation in Bs0→μ+Ds-X decays in pp￣ collisions at √s=1.96 TeV
http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.82.012003
V. M. Abazov et al.＊ 預言對稱破壞 3日人同摘諾貝爾
Phys. Rev. D 82, 012003 (2010) [12 pages]
doi: 10.1103/PhysRevD.82.012003
＊ 費米實驗室發現「加倍奇怪的」粒子
＊ 費米實驗室對撞實驗發現罕見的單一頂夸克
＊ RHIC 夸克湯中對稱遭破壞的「泡沫」
＊ LHC 在 330 進行 7 TeV 實驗 (Updated)
＊ 物理學家創造奇異的「反超粒子」
＊ 「質子更小」震撼物理學界 台灣團隊有功
1 則留言:
16年15億美元 丁肇中主導NASA尋太空反物質
【聯合報╱編譯張佑生／綜合報導】2010.11.18
歷經16年、花掉15億美元，該是華裔諾貝爾物理獎得主、台灣中研院院士丁肇中與美國太空總署（NASA）大顯身手的時刻了。
紐約時報16日以「宇宙黑暗之心的昂貴探索」（A Costly Quest for the Dark Heart of the Cosmos）為題，介紹NASA與丁肇中合作的反物質太空磁譜儀（Alpha-Magnetic Spectrometer）的AMS-02計畫。
8噸重的AMS-02實驗儀器將於2011年2月27日由太空梭送進國際太空站，要在太空中尋找暗物質、失落物質及反物質存在的證據，為期3年。
計畫如果成功，NASA回答宇宙由何組成的問題將邁進一大步，也可為國際太空站和丁肇中（74歲）輝煌的生涯畫下燦爛的句點。倘若失敗，從實驗計畫獲准後就斥為錢坑的反對者，將更振振有詞。
丁肇中研究經費並非由NASA負擔，資助該研究的有全世界16個國家的600多位科學家，包括台灣中研院、中科院、中央大學、成功大學、中國、德國、義大利和俄國。
台灣的「國家太空中心」（NSPO）2002至2008共計執行四次AMS-02計畫電子元件熱真空測試，包括電腦及介面元件之驗證模組（QM）、飛行模組（FM）及備用模組（FS），以驗證電子元件之製造工藝以及熱分析模型的準確性。
丁肇中表示：「假使宇宙是從大爆炸來，因為爆炸以前是真空，爆炸以後有物質，就應該要有同樣多的反物質，現在宇宙已經150億年了，所以我們這個實驗的目標之一，就是找反物質所組成的宇宙在什麼地方。」
1998 年，美國發現號太空梭就帶著丁肇中的AMS探測器升空，這是第一個在太空進行的高能物理實驗，十天的飛行，希望捕捉到特殊的粒子。但因為儀器的磁場強度不夠，發現到的粒子現象並不明顯。丁肇中於是決定製作一個巨大磁場的超導磁鐵，這些儀器必須能在國際太空站運作長達十年，還得耐得住外太空最低負40度、最高溫90度的劇烈溫差，而不能壞，困難度極高。
※ 相關報導：
＊ Alpha Magnetic Spectrometer
http://ams-02project.jsc.nasa.gov/
◆ 科學家首次成功製造 「抓住」反物質原子
【新華網╱倫敦17日電】2010.11.18
英國《自然》雜誌網站17日刊登研究報告說，歐洲核子研究中心(CERN)的科學家成功製造出多個反氫原子，並利用磁場使其存在了「較長時間」。這是科學家首次成功「抓住」反物質原子。
氫原子是只有一個質子和一個電子的最簡單的原子。實際上，歐洲核子研究中心早在1995年就第一次製造出了反氫原子，但只能存在幾個微秒的時間，就與周圍環境中的正氫原子相碰並湮滅。此次的突破之處在於，製造出數個反氫原子後，借助特殊的磁場首次成功地使其存在了「較長時間」——約0.17秒。
這個時間聽起來似乎仍然很短，但對於科學家來說，這個時間長度已十分難得，可以對反氫原子進行較為深入的觀測和分析。因此，這一成果被看作是物理學領域的一大突破，將大大推動有關反物質的研究。
反物質至今都是物理學領域的一大謎團。我們周圍環境中的物質是正物質，它由原子組成，原子由帶正電的質子和帶負電的電子以及中性的中子組成。與此相反，由帶負電的質子和帶正電的電子組成的物質就是反物質。反物質只要和正物質相遇就會湮滅，因此雖然現行理論認為宇宙從大爆炸中誕生時產生了等量的正物質和反物質，但我們很難在宇宙中找到反物質。尋找和研究反物質因此也成為物理學領域的熱點和難點。
張貼留言