Diese Frage richtet sich hauptsächlich an Personen, die Experten für (über) Standardmodell(e) von Elementarteilchen sind, aber Beiträge von anderen Physikern oder Studenten werden sehr geschätzt.
Ein Freund fragte mich im März 2021 nach einer neuen Entdeckung am CERN , von der ich bis jetzt nichts wusste. Lassen Sie mich diese Entdeckung zuerst erklären . Quarks können in Leptonen zerfallen, und das Standardmodell sagt voraus, dass Bottom-(Beauty-)Quarks mit der gleichen Geschwindigkeit in Myonen zerfallen würden wie in Elektronen. Aber die experimentellen Ergebnisse des CERN zeigen, dass die Quarks offenbar seltener in Myonen zerfallen als in Elektronen (etwa 85 Myonenzerfälle pro 100 Elektronenzerfälle). Dieser Beweis signalisiert, dass einige zuvor unsichtbare Teilchen oder eine neue Kraft am Zerfallsprozess beteiligt sind! Wie sie behaupteten, bedeutet dies, dass die Notwendigkeit einer besseren Theorie jenseits der Standardtheorie klarer werden würde.
Wenn die experimentellen Daten korrekt sind ( den Nachrichten zufolge sind die Ergebnisse wirklich stark, da die Unsicherheit des Ergebnisses über drei Sigma liegt , aber noch nicht genug), was werden die Eigenschaften des neuen Teilchens oder (vielleicht) der neuen Kraft sein? Diese Beobachtung lässt sich mit dem derzeitigen Stand der Physik nicht erklären?
Ich werde meinen Kommentar in eine Antwort umwandeln:
Dies ist ein CERN-Link, der experimentelle Tests der Lepton-Universalität diskutiert. Diese Messung allein ist nicht ausreichend, da es sich um eine Standardabweichung von 3,1 handelt. In der Teilchenphysik werden nur Abweichungen über 5 als Neuentdeckungen ernst genommen. Es gibt jedoch noch weitere Hinweise.
Lepton-Universalität ist die Idee, dass alle drei Arten von geladenen Lepton-Teilchen – Elektronen, Myonen und Taus – auf die gleiche Weise mit anderen Teilchen interagieren. Infolgedessen sollten die verschiedenen Leptontypen gleich oft bei Teilchenumwandlungen oder „Zerfällen“ erzeugt werden, sobald Unterschiede in ihrer Masse berücksichtigt werden. Einige Messungen des Teilchenzerfalls, die in den letzten Jahren vom LHCb-Team und anderen Gruppen durchgeführt wurden, haben jedoch auf einen möglichen Unterschied in ihrem Verhalten hingewiesen.
Es ist eine hoffnungsvolle Verletzung des Standardmodells, um mehr Datenzeit zu erhalten. Alle Experimente mit höherer Energie sind Bemühungen, Abweichungen vom SM zu finden und bessere Theorien zu erhalten, aber es ist zu früh für Schlussfolgerungen.
Es gibt bereits theoretische Arbeiten, die versuchen, den möglichen Effekt zu beschreiben, zum Beispiel . Soweit ich verstehen kann, führen sie keine neue Kraft ein, wie es das GUTS-Modell tut, aber sie erweitern die Gruppensymmetrien des SM. In ihrer Analyse gibt es also keine neuen Kräfte, nur neue Bosonen aufgrund der Symmetrie, die sie vorschlagen, um das Standardmodell zu modifizieren.
In diesem Artikel , The role of the S3 GUT leptoquark in flavour universality and collider searchs, versuchen sie, GUT-Theorien zu verwenden , um Diskrepanzen zu erklären, daher werden keine neuen GUT-Kräfte vorgeschlagen.
In GUTs-Theorien werden neue Kraftteilchen erwartet, die allgemein als X bezeichnet werden (ich nehme an, für "unbekannt"). Wenn ein GUTS zu den Daten passen könnte (wie die Leptoquark-Behauptung oben), würde dies implizieren, dass das bestimmte GUTS-Modell der wahre Standard sein sollte , und nach Symmetriebrechung erscheint das vorliegende Standardmodell mit Korrekturen. Dann sollte man erwarten, dass das X-Teilchen nach dem Brechen mit einer großen Masse existiert (ähnlich dem Z und W, das nach dem elektroschwachen Symmetriebrechen existiert) und gesucht werden sollte.
Man muss auf mehr Daten und mehr Theorien warten :)
SG8