Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Thí nghiệm Belle II bắt đầu khoảng một năm trước. Công trình đề cập đến một hạt mới trong bối cảnh vật chất tối chiếm khoảng 25% vũ trụ.
Thí nghiệm Belle II đã thu thập dữ liệu từ các phép đo vật lý trong khoảng một năm nay. Sau vài năm xây dựng lại, cả máy gia tốc electron-positron SuperKEKB và máy dò hạt Belle II đã được cải tiến so với “người tiền nhiệm” của chúng để đạt được tốc độ dữ liệu cao hơn 40 lần. Các nhà khoa học tại 12 tổ chức nghiên cứu của Đức tham gia xây dựng và vận hành máy dò, phát triển các thuật toán đánh giá và phân tích dữ liệu. Đại học Johannes Gutenberg Mainz (JGU) đã hỗ trợ dự án này bằng cách phát triển và lập trình các thiết bị điện tử đặc biệt để theo dõi bộ phát hiện đỉnh pixel.
Với sự giúp đỡ của Belle II, các nhà khoa học đang tìm kiếm dấu vết của vật lý mới có thể được sử dụng để giải thích sự xuất hiện không đồng đều của vật chất và chống vật chất và vật chất tối bí ẩn. Một trong những hạt chưa được phát hiện cho đến nay mà máy dò Belle II đang tìm kiếm là Boson Z’ – một biến thể của Boson Z, hoạt động như một hạt trao đổi cho sự tương tác yếu.
Chúng ta đã biết khoảng 25 phần trăm của vũ trụ bao gồm vật chất tối trong khi vật chất hữu hình chỉ chiếm dưới 5 phần trăm tổng số năng lượng. Cả hai dạng vật chất thu hút lẫn nhau thông qua trọng lực. Do đó vật chất tối tạo thành một loại khuôn mẫu để phân phối vật chất hữu hình. Điều này có thể được nhìn thấy trong sự sắp xếp các thiên hà trong vũ trụ.
Liên kết giữa vật chất tối và bình thường
Boson Z có thể đóng một vai trò thú vị trong sự tương tác giữa vật chất tối và hữu hình, thực tế nó có thể là một loại trung gian hòa giải giữa hai dạng vật chất). Các Boson Z có thể – ít nhất là về mặt lý thuyết – là kết quả của sự va chạm giữa các electron (vật chất) và positron (chống vật chất) trong SuperKEKB và sau đó phân rã thành các hạt vật chất tối vô hình.
Do đó, Boson Z có thể giúp các nhà khoa học hiểu được hành vi của vật chất tối. Hơn nữa với lý thuyết cơ bản của vật lý hạt, việc phát hiện ra Boson Z cũng có thể giải thích các quan sát khác không phù hợp với Mô hình Chuẩn.
Manh mối quan trọng: Phát hiện các cặp muon
Nhưng làm thế nào có thể phát hiện được Boson Z ‘trong máy dò Belle II mà chắc chắn là không thể bằng cách trực tiếp?
Các mô hình lý thuyết và mô phỏng dự đoán rằng Boson Z có thể tự tiết lộ thông qua các tương tác với muon, họ hàng nặng hơn của các điện tử. Nếu các nhà khoa học phát hiện ra một số lượng lớn các cặp muon có điện tích trái dấu sau các va chạm electron / positron cũng như những sai lệch bất ngờ trong bảo toàn năng lượng và động lượng thì đây có phải là dấu hiệu quan trọng của Boson Z không?
Tuy nhiên, dữ liệu mới của Belle II vẫn chưa cung cấp bất kỳ dấu hiệu nào của Boson Z. Nhưng với dữ liệu mới, các nhà khoa học có thể hạn chế khối lượng và sức mạnh khớp nối của Boson Z với độ chính xác không thể đạt được trước đây.
Những kết quả ban đầu này đến từ việc phân tích một lượng nhỏ dữ liệu được thu thập trong giai đoạn khởi động SuperKEKB năm 2018. Belle II đã đi vào hoạt động đầy đủ vào ngày 25 tháng 3 năm 2019. Kể từ đó, thử nghiệm đã thu thập dữ liệu trong khi tiếp tục cải thiện tỷ lệ va chạm của electron và positron. Khi thử nghiệm được điều chỉnh hoàn hảo, nó sẽ cung cấp nhiều dữ liệu hơn đáng kể so với các phân tích được công bố gần đây. Do đó, các nhà vật lý hy vọng sẽ đạt được những hiểu biết mới về bản chất của vật chất tối và các câu hỏi chưa được trả lời khác.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Johannes Gutenberg Universitaet Mainz . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :