热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

澳科学家利用铯改进原子理论计算方法 有助发现大型对撞机无法揭示的新粒子

2023-02-28 09:35     来源:科技日报     粒子物理
澳大利亚科学家在最新一期《物理评论快报》杂志上撰文称,他们借助由一个普通的铯原子和名为缪子的基本粒子组成的一种不寻常的原子,通过理论研究,提高了对铯原子核的磁性结构、在铯原子中的作用以及缪子效应的理解。最新方法有望提供一种不同于大型强子对撞机的方式发现新粒子,或有助揭示占据宇宙总质量95%的暗物质的秘密。

昆士兰大学数学与物理学院的杰辛达·金格斯解释道:“缪子相当于重电子,质量是电子的200倍,它环绕原子核的距离比电子近200倍左右。正因如此,它可以捕捉到原子核结构的细节。简而言之,我们的这项工作将有助于改进用于寻找新粒子的原子理论计算。”

研究人员进一步指出,通过使用精确的原子测量,新方法可以提供更高的灵敏度并成为寻找新粒子的替代技术。

金格斯表示,欧洲核子研究中心的大型强子对撞机是世界上最强大的粒子加速器,它以高能量粉碎亚原子物质,以找到以前看不见的粒子,但最新研究可以提供更高的灵敏度,通过精确的原子测量找到新粒子。

研究团队说,最新方法不需要巨大的对撞机,而是使用精密仪器在低能量下寻找原子变化。“与其说是爆炸性的高能碰撞,不如说是创造了一个超灵敏的‘显微镜’来见证原子的真实本质。这可能是一种更敏感的技术,揭示粒子对撞机看不到的粒子。”

金格斯说:“天体物理和宇宙学观测结果表明,我们所知道的物质仅占宇宙中总物质和能量的5%,大多数都是‘暗物质’,粒子物理标准模型中目前还没有粒子或相互作用来解释这些暗物质。寻找暗物质粒子是物理学研究的前沿,我们的这一最新研究或成为揭示该谜团的关键。”

研究团队表示,最新研究未来也有望改进相关技术,“原子物理学(如全球定位系统)在我们每天的日常生活中发挥着重要作用,原子理论也将继续在新量子技术领域大显身手。”



推荐阅读

研究“幽灵粒子”的诺奖得主:如何从事开心又擅长的工作?

在粒子天体物理学领域,科学家们试图理解宇宙是如何起源的,在基础层面上是如何运作的。利用来自天体物理源的粒子,我们在尽可能小的物质尺度上研究物理规律,并创造出数学公式,来描述基本粒子如何相互作用而构成出我们的宇宙。我和我的同事一直在研究中微子——宇宙的基本组成部分之一。 2023-03-03

杨晓菲课题组在《粒子物理与核物理进展》发表关于激光核谱学研究奇特原子核的长篇综述文章

结合激光技术、超精细原子分子谱学、放射性核束、核探测等多学科交叉的精密激光核谱学方法,在研究奇特原子核基本性质和结构方面具有独特优势,正成为一个快速发展的新兴研究方向,在国际各大型放射性束装置上广泛部署。 2023-02-28

环境气候与粒子物理学

当科学家们讨论粒子物理学的未来时,他们也在考虑地球的未来。作为斯诺马斯美国高能物理社区规划程序的一部分,一份白皮书详细介绍了建造和运行粒子加速器而影响环境的方式,以及减轻这些影响的办法。 2023-02-20

粒子物理和天体物理|研究揭示宇宙学一阶相变新方法

许多粒子物理和天体物理宇宙学的观测均预示着目前描述物质微观结构的粒子物理标准模型是不完备的。搜寻超出粒子物理标准模型的新物理的信号是当前粒子物理和宇宙学观测的重要科学问题之一。较多超出粒子物理标准模型的新物理模型都预言了宇宙演化过程中会发生一阶相变。 2023-02-16

太空原子钟能揭开暗物质面纱?

其中一类重要实验使用的是原子或原子核,因为它们对暗物质信号具有令人难以置信的敏感度。部分原因在于,当暗物质粒子质量非常小时,会引起自然常数的振荡。这些振荡,比如出现在电子质量或电磁力相互作用的强度中,会以可预测的方式改变原子和原子核的跃迁能量。 2023-02-16

阅读排行榜