LHC或首次造出顶夸克“四胞胎”

科技日报北京6月16日电 （记者刘霞）据美国趣味科学网站近日报道，科学家表示，世界上最大的原子对撞机——大型强子对撞机（LHC）或许已经首次制造出顶夸克“四胞胎”，如获证实，有望揭示新的物理学理论。

粒子物理学标准模型允许顶夸克“四胞胎”的存在，但新物理学理论预测，它们被LHC制造出来的概率可能远高于标准模型的预言，而找到更多此类“四胞胎”是检验这些新理论的第一步。

顶夸克是迄今已知最重的基本粒子：一个顶夸克的“体重”与一个钨原子相当，但其“块头”比质子小很多，这意味着顶夸克不仅是迄今已知最重的粒子，也是迄今已知密度最大的质量形式。

尽管宇宙大爆炸发生后瞬间会产生大量顶夸克，但它们在10-24秒内就会完全消失，大型粒子加速器是现在唯一可以制造出并观察到顶夸克的地方。

1995年，费米实验室科学家借助当时最强大的粒子加速器“万亿电子伏特粒子加速器”（Tevatron）首次发现顶夸克。在Tevatron内发生的质子-反质子束碰撞制造出了一对正反顶夸克，但这些碰撞每隔几天才制造出一对此类夸克。相较而言，在LHC的超环面仪器实验（ATLAS）和紧凑缪子线圈实验（CMS）发生的碰撞中大约每秒就产生一对顶夸克。

在最新研究中，物理学家公布了在ATLAS和CMS实验2015—2018年间采集的数据中搜寻“四胞胎”的结果。ATLAS团队宣布，他们观察到“四胞胎”“诞生”的置信度为4.3西格玛；CMS团队则称观察到“四胞胎”“诞生”的置信度仅为2.6西格玛。在粒子物理学中，宣布一项研究为“新发现”的黄金标准是置信度达到或超过5西格玛，因此，这两个团队得到的结果尚不足以被称为新发现。

研究人员称，目前而言，ATLAS看到的结果可能只是偶然；也可能表明“四胞胎”诞生的几率比标准模型预测得更大；或许这正是某些新物理学的“蛛丝马迹”，“LHC下一轮提供的数据，以及未来可能会出现的更优异的分析技术，将提高这种测量的精度”。

据悉，LHC已于2018年底暂时关闭，开展升级和维护，计划于2021年重启。