大型强子对撞机实验检测到第一个“人造”中微子

大型强子对撞机实验检测到第一个“人造”中微子中微子是宇宙中最丰富的粒子之一，但这些游荡的宇宙粒子与传统物质发生相互作用的可能性极低。据参与新实验的研究人员克里斯托瓦奥-维莱拉（CristovaoVilela）说，在大型强子对撞机这样的质子对撞机中也会"大量"产生中微子。虽然这些中微子以前从未被直接观测到过，但名为FASER（前向搜索实验）和SND（散射和中微子探测器）@LHC的实验采用了两种不同的方法，成功地观测到了这些中微子。FASER合作是一项重要的研究工作，旨在观测轻粒子和中微子等弱相互作用粒子。相比之下，SND@LHC则专门针对中微子，采用的探测器战略性地安装在大型强子对撞机内预计会出现高中微子通量的位置。FASER是首个探测源自大型强子对撞机的中微子的实验。最近发表的一项研究报告称，FASER的研究人员利用一个在很短时间内建造的"非常小巧、廉价的探测器"捕捉到了153次高能中微子相互作用。这些中微子确实拥有在实验室环境中记录到的最高能量，但有可能为进一步全面研究这些难以捉摸的粒子的特性铺平道路。继FASER之后，SND@LHC实验又记录了8个涉及中微子的"事件"。研究人员分析了探测器在2022年7月至11月期间收集到的数据，称他们的科学发现"非常成功"。维莱拉说，既然中微子终于在实验室中被探测到了，那么粒子物理学标准模型中的一些谜团就有可能得到更好的理解和研究。大型强子对撞机的科学家们还将继续运行FASER实验多年，预计收集到的数据"至少"会增加10倍。FASER探测器尚未满负荷运行，但在未来几年中，该实验将产生有关高能中微子相互作用的"精美细节"。此外，欧洲核子研究中心正在探索在大型强子对撞机现场建造的一个新的地下洞穴，其唯一目的是探测"数百万"中微子相互作用和其他与暗物质有关的现象。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380129.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380129.htm

三年改造后，大型强子对撞机再出发

三年改造后，大型强子对撞机再出发在大型强子对撞机2018-22年关闭期间，ALICE实验中的探测器进行了改造。对新物理学的追寻再度开启。世界上最强大的粉碎高能粒子机器，大型强子对撞机（LHC），在关闭三年多后重新启动。在日内瓦附近的欧洲核子研究中心CERN，质子束再次在其27公里的环路中呼啸而过。7月，物理学家们启动了实验，观察粒子束的对撞。在2009-13年和2015-18年的前两个阶段，LHC探索了现在已知的物理世界。所有这些工作——包括2012年希格斯玻色子的成功发现——再次确定了物理学家目前对塑造宇宙的粒子和力的最佳描述：标准模型。但是，科学家们筛选了以千兆计的高能对撞的碎片，还是没有找到任何令人惊讶的新粒子或其他完全未知的东西的证据。这一次可能会有所不同。迄今为止，LHC的建造成本为92亿美元，其中包括最新的升级：第三版包含更多的数据、更好的探测器和寻找新物理的创新方法。更重要的是，科学家们会从一个诱人的反常结果清单（比上次运行开始时更多）开始，其中藏着寻找标准模型之外粒子的方向。...来自：雷锋频道：@kejiqu群组：@kejiquchat投稿：@kejiqubot

未来的圆形对撞机：建造世界上最强大的粒子对撞机的竞赛

未来的圆形对撞机：建造世界上最强大的粒子对撞机的竞赛第一阶段包括目视检查，然后是地震研究和2024年的钻探。环境方面，如地质特征和景观影响，将被评估，该项目必须遵守可持续发展原则。将在2028年做出关于催化裂化的决定，可能在2040年代投入使用。FCC将优化并延长现有基础设施的寿命，同时进一步加深我们对宇宙的了解。欧洲核子研究中心正在探索未来圆形对撞机（FCC）作为大型强子对撞机的潜在继任者，目前正在进行可行性研究。FCC将位于法国和瑞士之间91公里长的隧道中。考虑到环境和可持续发展因素，将于2028年对该项目做出决定。如果获得批准，FCC可能在2040年代投入使用，优化现有的基础设施，推进我们对宇宙的认识。欧洲核子研究中心的主要设施，大型强子对撞机将在2040年左右完成其任务，国际粒子物理学界已经在为接替它的加速器设计的各种方案而努力。其中一个方案是未来环形对撞机（FCC），它将被安装在法国和瑞士领土上一条周长约91公里、深度为100至400米的隧道中，从日内瓦湖下穿过。欧洲核子研究中心FCC安置的两种可能方案。资料来源：欧洲核子研究中心欧洲核子研究中心成员国在2020年更新了欧洲粒子物理学战略，确认了FCC的科学价值，认为它是接替现有设施的最合适的选择。因此，欧洲核子研究中心被其成员国委以重任，启动了可行性研究。2028年，根据研究结果，成员国将对整个项目做出决定，特别是对2040年代的FCC投入使用的前景。目前，CERN将在当地进行初步评估，以完善现有的地质和地震数据以及用于保护的动植物数据。第一阶段将涉及有关土地区域的目视检查，并将在2024年进行地震研究和钻探。该项目的环境方面，即隧道和地面场地的地质特征以及对景观的影响，也将被研究。欧洲核子研究中心的主要加速器自实验室成立以来的时间轴，并展望FCC。资料来源：CERN这些评估的结果将有可能细化安置方案，并确定如果项目被批准，哪些方案应被优先考虑，同时考虑到地面区域的环境目标和地下的限制。这项工作正在与当地的利益相关者一起进行，以确保未来的活动将考虑到所有相关方面和不同的利益。欧洲核子研究中心、法国和瑞士正在密切合作，以确定和解决FCC的规划和建设中可能出现的任何问题，这必须尊重可持续发展原则。在这方面，欧洲核子研究中心已经根据"避免-减少-补偿"原则，在其所有活动领域做出了环境承诺。欧洲核子研究中心正在与当地的利益相关者合作，以确保该项目适应当地的情况和优先事项，并促进合作，就像已经实施的从欧洲核子研究中心的加速器中回收废热来加热附近的住宅区的举措一样。作为世界上最复杂的科学综合体之一的一部分，FCC的运作，如果进行下去，将优化和延长现有基础设施的寿命，直到21世纪末，同时帮助我们进一步了解宇宙。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353569.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1353569.htm

清华研究团队主导在大型强子对撞机底夸克实验中发现新奇特态粒子候选者

清华研究团队主导在大型强子对撞机底夸克实验中发现新奇特态粒子候选者欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）上的底夸克（LHCb）实验近期在底介子三体衰变的正反奇异粲介子对（Ds+Ds-）中发现了一个新奇特强子态候选者，相应证据表明其可能含有[ccbarssbar]四夸克组分；同时，首次测量了底介子衰变到含一对奇异粲介子对的分支比。上述研究由清华大学工程物理系张黎明副教授及其博士后漆红荣、博士生陈晨主导完成。利用LHCb实验采集的海量数据，研究团队首次观测到了底介子衰变到Ds+Ds-和一个奇异介子K+的三体衰变过程，并测量了其衰变分支比。同时，在Ds+Ds-系统的不变质量谱上看到了一个阈值增强的共振结构。分析得到此结构的质量为3956±5±10MeV，宽度为43±13±8MeV，量子数JPC=0++，被命名为X（3960）。投稿：@ZaiHuaBot频道：@TestFlightCN

物理学家首次探测到由粒子对撞机制造的亚原子中微子

物理学家首次探测到由粒子对撞机制造的亚原子中微子这种粒子在1956年首次被发现，并在使恒星燃烧的过程中发挥了关键作用。这一发现有望帮助物理学家了解宇宙中最丰富的粒子的性质。这项工作还可以揭示出宇宙中微子的情况，这些中微子会长途跋涉并与地球发生碰撞，为了解宇宙的遥远部分提供了一个窗口。这是"前向搜索实验"（FASER）的最新成果，这是一个由国际物理学家小组设计和建造的粒子探测器，安装在瑞士日内瓦的欧洲核子研究理事会（CERN）。在那里，FASER检测由欧洲核子研究中心的大型强子对撞机产生的粒子。加州大学欧文分校粒子物理学家和FASER合作项目共同发言人乔纳森-冯（JonathanFeng）说："我们从一个全新的来源--粒子对撞机当中发现了中微子，在那里你有两束粒子以极高的能量砸在一起。"他发起了这个项目，UCI和21个合作机构的80多名研究人员参与其中。FASER粒子探测器位于欧洲核子研究中心大型强子对撞机的地下深处，大部分是用欧洲核子研究中心其他实验的备件建造的。信用：照片由欧洲核子研究中心提供欧洲核子研究中心的粒子物理学家布莱恩-彼得森周日代表FASER在意大利举行的第57届RencontresdeMoriond弱电相互作用和统一理论会议上宣布了这些结果。中微子是由已故UCI物理学家和诺贝尔奖得主FrederickReines在近70年前共同发现的，是宇宙中最丰富的粒子，"对建立粒子物理学的标准模型非常重要，"FASER联合发言人JamieBoyd说。"但是在对撞机上产生的中微子从未被实验所探测到。"自从Reines和UCI物理学和天文学教授HankSobel等人的开创性工作以来，物理学家研究的大多数中微子都是低能量的中微子。但是FASER检测到的中微子是在实验室中产生的最高能量的中微子，与深空粒子在我们的大气层中引发巨大的粒子雨时发现的中微子相似。Boyd说："它们能以我们无法了解的方式告诉我们关于深空的情况。大型强子对撞机中的这些非常高能量的中微子对于理解粒子天体物理学中真正令人兴奋的观察结果非常重要。"FASER本身在粒子探测实验中是新的和独特的。与欧洲核子研究中心的其他探测器相比，如ATLAS，它有几层楼高，重达数千吨，而FASER大约只有一吨，可以整齐地放在欧洲核子研究中心的一个小侧隧道内。而且，它只花了几年时间就利用其他实验的备件进行设计和建造。UCI实验物理学家戴夫-卡斯帕说："中微子是大型强子对撞机上更大的实验无法直接探测到的唯一已知粒子，所以FASER的成功观测意味着对撞机的全部物理学潜力终于被开发出来了。"除了中微子，FASER的另一个主要目标是帮助识别构成暗物质的粒子，物理学家认为暗物质包括宇宙中的大部分物质，但他们从未直接观察到。FASER尚未发现暗物质的迹象，但随着大型强子对撞机将在几个月后开始新一轮的粒子对撞，该探测器已经准备好记录任何出现的暗物质。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350507.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350507.htm

大型强子对撞机观测到了顶夸克及其反粒子之间的量子纠缠

大型强子对撞机观测到了顶夸克及其反粒子之间的量子纠缠粒子物理学中的量子纠缠最近，在安东-蔡林格（AntonZeilinger）和他的团队首次确证两个光子之间存在纠缠的二十年后，ATLAS和CMS实验报告说，在大型强子对撞机上观测到了同时静止产生的顶夸克及其反粒子之间的量子纠缠。确认最重的基本粒子--顶夸克之间的量子纠缠为探索我们世界的量子本质开辟了一条新途径，其能量远远超出了量子光学等领域所能达到的水平。同时，大型强子对撞机上顶夸克对的巨大产生率提供了顶夸克的巨大数据样本，为这些研究提供了独一无二的机会。顶级夸克和反粒子之间的量子纠缠在大型强子对撞机上得到证实，标志着高能量子物理学在大量数据和先进分析方法的支持下取得了重大进展。来源：欧洲核子研究中心爱因斯坦对量子力学的挑战在量子力学中，如果我们知道其中一个粒子在测量另一个粒子时的状态，那么这两个粒子就是纠缠的。即使这两个最初纠缠在一起的粒子在测量前彼此相距很远，情况也是如此。这就是爱因斯坦所说的"超距作用"：虽然信息的传播速度不可能超过光速，但在对第一个粒子进行测量时，第二个粒子保证会立即处于相应的状态。1934年，爱因斯坦和他的合作者提出了一个思想实验，他们认为这个实验揭示了量子力学的不一致性。为了解决这个悖论，他们提出，我们对纠缠的描述是不完整的，系统中还有其他我们无法通过实验获得的量在起作用。那么，纠缠就是我们对这些隐藏变量一无所知的结果。测量纠缠的先进技术在一项新的测量中，CMS合作小组首次研究了以极快的速度同时产生的顶夸克和顶反夸克的自旋纠缠。因此，这两个粒子在衰变之前相距甚远，也就是说，它们之间的距离大于以光速传输的信息所能覆盖的距离。夸克和反夸克自旋之间的相关性是通过观察它们衰变产物的角度分布来测量的。分析中采用了最先进的机器学习方法，以正确分配顶（反）夸克衰变产物，并改进系统不确定性的建模。图1显示了在两个不同运动学区域观察到的纠缠程度，以参数ΔE为特征。图1：在两个运动学区域观察到的以ΔE为特征的纠缠水平。图中显示了测量结果（点）及其不确定性，并与SM预测值（红线）进行了比较。水平蓝线对应于夸克和反夸克之间以光速交换信息所能解释的最大纠缠度ΔE临界值。第一个分段对应于产生的横动量小于50GeV的顶夸克，而在最后一个分段中，顶夸克对具有很高的不变质量，即相互之间的运动速度很大。在这两个运动学区域测得的ΔE都大于1，证实了两个粒子之间的纠缠。特别是在第二个分区，顶夸克-反夸克对的相对速度非常大，只有10%的情况下它们才有机会进行交流。在这里，纠缠度明显高于ΔE临界值，而ΔE临界值是在光速下通过隐藏变量进行信息交流所能解释的纠缠度。因此，测量结果表明，在已知最重的粒子之间确实存在"超距作用"。资料来源：欧洲核子研究中心编译自/citechdaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435165.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435165.htm