新希望！“上帝粒子”或能在LHC中衰变成暗物质！学术资讯

来源：科学解码

据外媒报道，据计算，暗物质比普通物质常见约5倍--然而，人们仍没有直接探测到它。许多不同类型的实验都在试图找到它，现在欧洲核子研究中心(CERN)也加入了搜寻的行列，他们正在测试著名的希格斯玻色子是否能衰变为暗物质。

大型强子对撞机(LHC)以惊人的速度将粒子撞在一起以此来探索宇宙奥秘。在这样做的过程中，新的、奇异的粒子常常被创造出来，这给了科学家一个短暂的机会去研究那些几乎不可能自然遇到的东西。

LHC最具突破性的发现之一是2012年发现的希格斯玻色子。这个长期假设的粒子是粒子物理标准模型的最后一块拼图，它被认为创造了其他基本粒子获得质量的方法。

自从希格斯玻色子被发现以来，科学家们就利用它来探索其他粒子的物理学之谜。希格斯玻色子会迅速衰变为其他粒子，另外据推动，其中一些粒子可能无法被设备直接探测到。

然而在这种情况下，不检测比检测更令人兴奋。由于某些类型的粒子不太会跟普通物质相互作用，所以如果希格斯玻色子会产生这样的粒子那么它们就会飘走、忽略对撞机壁的存在。然后，科学家们会注意到残骸中缺少的能量，并能推断出一些关于“看不见的”粒子的事情。

只有看不见的衰变产物符合标准模型--如果希格斯玻色子衰变为四个中微子--但这这种事极不可能的，发生的可能性大概只有0.1%。

其中一种看不见的粒子可能就是暗物质。据称，这种奇怪的物质渗透到宇宙中并有效地将宇宙聚集在一起，然而它仍非常难以捉摸。它的引力影响很明显，但它似乎不反射或发射任何一种光。

考虑到希格斯玻色子在“赋予”粒子质量方面的作用以及暗物质只有通过其质量才能被检测到，所以这两种粒子应该会相互作用。因此，在新的研究中，科学家们跟CERN的ATLAS合作，开始检查希格斯玻色子是否正在衰变为暗物质。

团队检查了LHC第二次运行的整个数据集，该次运行发生在2015年到2018年之间。在这三年间大概发生了100千万亿次碰撞。研究人员在所有这些数据中发现，在标准模型的已知过程中，不可见的粒子事件并没有超出背景值。对此，研究小组能缩小希格斯玻色子衰变为不可见粒子的频率上限--不超过13%的几率。这听起来可能性高了很多，但这是从以前的模型中得出的，以前的模型认为这种情况可能发生的频率高达30%。

研究人员说，尽管这次他们没有发现任何暗物质的迹象，但这项工作仍有助于限制这种物质的性质。在这个实验和其他许多试图寻找它的实验之间，暗物质可能已经没有藏身之处了。或者人类只是越来越接近意识到它并不存在，现在使用的模型需要调整。不管怎样，对于它的搜索仍在继续。

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