質子弱力最精確測量結果與標準模型幾乎一致
時間：2018-05-14 來源：科技日報
科技日報北京5月13日電（記者劉霞）據美國趣味科學網站近日報道，國際物理學家團隊在近日出版的《自然》雜志撰文稱，他們對質子受到的弱力進行了迄今最精確的測量，結果與標準模型的預測相差無幾。這也表明人們尋找新物理學的希望再次落空。
自然界存在4種力：電磁力、萬有引力、強力和弱力。盡管標準模型在解釋很多現象方面非常成功，但其并不完整。它并不能解釋暗物質和暗能量，也沒有將引力囊括進來（它只描述了電磁力、強力和弱力），而且無法解釋為什么宇宙間物質多于反物質。
研究人員認為，讓標準模型變得更完整的一種方法是，測試標準模型對弱力的描述。弱力負責與核反應有關的放射性衰變，其強度取決于粒子的弱荷，正如電磁力取決于電荷。
最新實驗名為“Q-弱”（Q-weak），來自20多個機構的100多名科學家歷時多年，首次測量了質子的弱荷。
在實驗中，他們朝質子池發射電子束。電子的自旋與光束平行或反平行。與質子碰撞后，電子會發生散射，散射的主要原因是電磁力。但史密斯說，每1萬或10萬次散射中，有一個散射會通過弱力發生。
研究人員解釋，電磁力與弱力不同，當電子通過電磁力相互作用時，不管其自旋方向如何，都以相同方式散射；但當其通過弱力相互作用時，電子散射的幾率取決于電子的自旋平行還是反平行于電子的行進方向。最后，研究人員發現，散射幾率的差異僅為10億分之226.5；精度為10億分之9.3。
研究人員指出，盡管質子的弱荷被證明與標準模型的預測幾乎一樣，但發現新物理學并非完全失去希望。最新研究結果限制了某些情況，例如，排除了在能量低于3.5兆電子伏特時出現的電子—質子相互作用現象。
