《粒子物理学圣经》迫切需要升级。而物理学家可能正好有这样一件事:一些粒子和力可能看着镜子而不认识自己。这本身就会使所谓的标准模型陷入混乱。

 

当宇宙的亚原子粒子在镜子中翻转时，它们之间几乎所有的基本反应看起来都是一样的。镜像，称为奇偶性，然后被称为对称的，或具有奇偶对称性，在物理学的说法。

 

当然，并不是每个人都遵守规则。我们知道，例如，涉及弱核力的反应，由于一系列其他原因也很奇怪，违反了宇称对称性。因此，量子世界中的其他力和粒子也在这一领域打破了规则。

 

物理学家对这些假设的反应有一些想法，这些反应在镜子里看起来不一样，因此会违反宇称对称性。这些奇怪的反应可以为我们指明新的物理方向，帮助我们超越粒子物理的标准模型，即我们目前对所有亚原子事物的总结。

 

不幸的是，我们永远不会在我们的原子加速器和实验室里看到这些奇怪的反应。这种相互作用非常罕见，而且很微弱，我们的仪器无法探测到，而我们的仪器可以调谐到其他种类的相互作用。但也有一些罕见的例外。位于日内瓦附近的世界上最大的原子加速器大型强子对撞机(LHC)的研究人员一直在寻找这些罕见的相互作用。到目前为止，他们都是空手而归，但即使这样的结果也是有启发性的。这些负面的结果有助于从考虑中剔除毫无结果的假设，让物理学家能够专注于寻找更有希望的新物理方法。

 

镜子，墙上的镜子

 

对称是物理学中最重要的概念之一。你甚至可以合理地说，物理学家只是对称性猎手。对称揭示了支配现实最内在运作的自然基本法则。对称是个大问题。

 

那是什么呢?对称意味着，如果您更改流程或交互中的一个元素，流程将保持不变。物理学家接着说，这个过程与这个变化是对称的。这里我故意模糊，因为有很多不同的对称。例如，有时可以改变粒子上电荷的符号，有时可以在时间上向前或向后运行进程，有时可以运行进程的镜像版本。

 

最后一个，在镜子中观察一个过程，叫做奇偶校验对称性。物理学中大多数亚原子间的相互作用，无论它们是在你面前还是在镜子里，都会得到完全相同的结果。但是有些相互作用违反了这种对称性，比如弱核力，尤其是当中微子在相互作用中产生时。

中微子总是“向后”旋转(换句话说，杏耀代理它们的自旋点的轴远离它们的运动方向)，而反中微子则是“向前”旋转(它们的自旋点的轴在它们飞行时一直向前)。这意味着在常规实验中产生的中微子和反中微子的数量，与依靠弱核力的镜面翻转实验相比，存在着非常细微的差异。

 

破碎的镜子

 

据我们所知，弱核力和弱核力本身违反了宇称对称性。但也许这并不孤单。

 

我们知道，超出我们目前所理解的物理必须存在。一些假设的想法和概念也违反了奇偶性的对称性。例如，其中一些理论预测，在LHC通常检测的粒子种类的正常相互作用中，存在着微妙的不对称。

 

当然，这些假设的想法是奇异的，复杂的，很难验证。在很多情况下，我们并不确定我们在寻找什么。

 

问题是，虽然我们知道我们目前对粒子世界的概念，即标准模型，是不完整的，但我们不知道到哪里去寻找它的替代品。许多物理学家希望大型强子对撞机能揭示出一些东西——一种新的粒子，一种新的相互作用， 杏耀手机客户端 ，任何东西——能让我们找到一些新的、令人兴奋的东西，但到目前为止，所有这些探索都失败了。

 

许多先前在标准模型之外的理论(如超对称性)的领跑者正逐渐被排除在外。这就是对称性违反可能派上用场的地方。

 

几乎所有标准模型的常见假设扩展都包括只有弱核力违反奇偶对称性的限制。(这已经融入到模型的基础数学中，以防你想知道它是如何工作的。)这意味着像超对称、轴子和轻夸克这样的概念都保持着这种对称性，在它所在的位置打破了这种对称性，而在其他任何地方都没有。

 

但是，伙计们，如果这些常见的扩展没有成功，也许是时候拓宽我们的视野了。

 

剥去平价

 

因此，一组研究人员在大型强子对撞机(LHC)的紧凑型介子螺线管(CMS)实验释放的数据缓存中寻找奇偶校验违规;他们在4月29日发表在预印服务器arXiv上的一项研究中详细阐述了他们的研究结果。这是一个相当棘手的搜索，因为大型强子对撞机并没有真正建立起来寻找奇偶性违反。但研究人员聪明地找到了一种方法，通过检测其他粒子之间相互作用的剩余物来做到这一点。

 

结果:没有发现奇偶性违反的提示。为标准模型欢呼(再次)。虽然这项研究没有开辟物理学的新领域，杏耀注册这有点令人失望，但它将有助于澄清未来的搜索。如果我们继续寻找,仍然出现没有证据以外的宇称不守恒的弱核力,那么我们知道无论标准模型之外必须有一些相同的数学结构,主要理论,只允许弱核力看着不同的镜子。