要加大研究投入用什么机制(研究人员合作以更好地了解弱核力)

要加大研究投入用什么机制(研究人员合作以更好地了解弱核力)(1)

BPT的径向平面横截面图显示了典型的三重事件。来源:物理评论快报(2022)。DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.202502

弱核力尽管是自然界的四种基本力之一,但目前还不完全清楚。在两篇《物理评论快报》文章中,一个多机构团队,包括来自路易斯安那州立大学、劳伦斯利弗莫尔国家实验室、阿贡国家实验室和其他机构的理论家和实验家,密切合作,通过对核β衰变的高精度测量来测试超越“标准模型”的物理学。

通过在离子阱中加载锂-8离子(一种半衰期不到一秒的奇异重锂同位素),实验小组能够检测到锂-8β衰变中发射的能量和方向,锂-8在阿贡国家实验室的ATLAS加速器产生并保存在离子阱中。弱核力的不同潜在机制将产生不同的能量和角度分布,研究小组确定其无与伦比的精度。

必须使用路易斯安那州立大学开发的从一开始就适应对称的无核壳模型进行最先进的计算,以精确解释通常被忽视的效应,这些效应比主要衰变贡献小100倍。然而,由于实验已经达到了惊人的精度,现在需要面对这种难以测量的校正的系统不确定性。

在他们的论文中,“聚类对8李贝塔衰变和后坐力形状因素“,LSU领导的合作对β衰变中的反冲校正施加了前所未有的限制8李,通过确定它们与8大规模从头算中的李基态四极矩。

研究结果对于提高探测弱相互作用理论和测试标准模型之外的物理场的高精度实验的灵敏度至关重要。Grigor Sargsyan博士在LSU攻读博士学位时领导了理论发展,目前是劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的博士后研究员。

在“弱相互作用中对张量电流的改进限制”中,来自8Li β Decay“,研究人员通过检查被困的β−ν相关性,提出了低能量状态下张量电流的最精确测量8锂离子与β衰变保罗陷阱。结果被发现与标准模型预测一致,排除了“新”物理学的某些可能来源,并为此类精确测量设定了标准。

“这对于理解张量电流对弱相互作用的贡献的物理学具有重要意义,”LSU助理教授Alexis Mercenne说。“到目前为止,数据只支持电弱拉格朗日算中的向量和轴向量耦合,但有人建议在标准模型扩展中可能会出现其他洛伦兹不变相互作用,如张量、标量和伪标量。

“这些都是了不起的发现 - 从头算理论中超越最轻原子核的理论精度水平是前所未有的,并为植根于第一原理的原子核的新型高精度预测开辟了道路,”LSU副教授Kristina Launey说。

“此外,没有人预料到这些理论发展会在8Be原子核中揭示出尚未测量的新状态。众所周知,由于其集群结构和集体相关性,该核难以建模,但在从一开始就适应对称的无核壳模型框架中进行计算是可行的。

现代核物理学的兴奋之处在于其跨学科性质以及对各种技术和工具的使用。LSU在核物理方面拥有实验和理论研究小组,与高能物理学和天体物理学/空间科学小组有着密切的联系。实验和理论小组的主要重点是低能核结构和反应领域,包括远离稳定性的原子核的研究和在天体物理学中的应用。

更多信息:G. H. Sargsyan等人,聚类对Li8 β衰变和后坐力形状因子的影响,物理评论快报(2022)。DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.202503

M. T. Burkey 等人,Li8 β衰变弱相互作用中张量电流的改进极限,《物理评论快报》(2022 年)。DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.202502

期刊信息:物理评论快报

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