美研发新粒子探测器专查不守“规矩”的奇特粒子

位于日本高能物理研究所、正在等待升级的Belle探测器。

　　据美国趣味科学网站9月8日报道，美国能源部最近向印第安纳大学能量和物质探测中心的一个研究团队提供了120万美元的资金，资助他们创建一种新的超精确的粒子探测器Belle Ⅱ，从而用于调查一些似乎违背基本的物理学法则的基本粒子奇特的属性和行为。研究人员表示，新型探测器收集到的数据有望 “打开新物理学的大门”或开启“超越标准模型的新物理学”。

　　物理学标准模型被认为是粒子物理学领域的黄金标准，它描述了粒子的行为；准确预测了希格斯玻色子等粒子的存在。尽管标准模型获得了多项实验支持，但其仍然无法揭示物理学领域的很多谜团，比如暗物质的存在。理论认为，宇宙间27%的物质为暗物质，其不发光也不释放能量，因此，无法被直接探测到。

　　另外，物理学家们认为，新的Belle Ⅱ探测器或许也能提供更多与宇宙间物质和反物质不均匀分布有关的信息，反物质由与组成物质的粒子拥有相反电荷的粒子组成。

　　以前的理论认为，粒子和其反粒子应该数量相等，行为一致。但2001年，物理学家们使用第一台Belle探测器，证明了一种非常奇特的粒子行为—— CP破坏（CP破坏是物理学尤其是粒子物理学中的一个术语和定理，它说明弱相互作用下宇称不守恒）。科学家们使用B-玻色子和反B-玻色子粒子进行的实验证明，物质粒子和其反物质粒子的行为并不一致。物理学家们认为，CP破坏可以解释宇宙为什么由物质而非反物质组成。

　　第一代Belle探测器已经证实了其他并不符合标准模型的粒子的存在，现在，科学家们正在对其进行升级以使其更精确，且收集到的数据更多，为以前的50倍。物理学家们将使用升级后的Belle Ⅱ探测器进行同样的实验。

　　Belle Ⅱ探测器将驻扎在位于日本东京附近的日本高能物理研究所（KEK）的粒子物理实验室内。这台探测器将与该实验室新的超级高能加速器—— 世界上亮度最强、精度最高的瞬时B介子加速器SuperKEKB携手合作，后者会通过使用超强的电子束流将电子和质子一起粉碎。Belle Ⅱ探测器也将拥有一台像素阅读器，这会提升其分辨率，且能帮助物理学家们更好地追踪粒子。

　　Belle Ⅱ实验将于2015年开始进行。Belle Ⅱ探测器将对位于瑞士日内瓦的大型强子对撞机（LHC）进行的实验进行补充， 2012年 7月，LHC的科学家们证实了希格斯玻色子的存在。尽管希格斯玻色子的发现为标准模型提供了更扎实的佐证，但物理学家们正在使用LHC提供的数据，寻找超越标准模型的粒子行为的证据。