澳科學家利用銫改進原子理論計算方法，有助發(fā)現(xiàn)大型對撞機無法揭示的新粒子

圖片來源：昆士蘭大學

科技日報記者 劉霞

澳大利亞科學家在最新一期《物理評論快報》雜志上撰文稱，他們借助由一個普通的銫原子和名為繆子的基本粒子組成的一種不尋常的原子，通過理論研究，提高了對銫原子核的磁性結構、在銫原子中的作用以及繆子效應的理解。最新方法有望提供一種不同于大型強子對撞機的方式發(fā)現(xiàn)新粒子，或有助揭示占據(jù)宇宙總質量95%的暗物質的秘密。

昆士蘭大學數(shù)學與物理學院的杰辛達·金格斯解釋道：“繆子相當于重電子，質量是電子的200倍，它環(huán)繞原子核的距離比電子近200倍左右。正因如此，它可以捕捉到原子核結構的細節(jié)。簡而言之，我們的這項工作將有助于改進用于尋找新粒子的原子理論計算。”

研究人員進一步指出，通過使用精確的原子測量，新方法可以提供更高的靈敏度并成為尋找新粒子的替代技術。

金格斯表示，歐洲核子研究中心的大型強子對撞機是世界上最強大的粒子加速器，它以高能量粉碎亞原子物質，以找到以前看不見的粒子，但最新研究可以提供更高的靈敏度，通過精確的原子測量找到新粒子。

研究團隊說，最新方法不需要巨大的對撞機，而是使用精密儀器在低能量下尋找原子變化。“與其說是爆炸性的高能碰撞，不如說是創(chuàng)造了一個超靈敏的‘顯微鏡’來見證原子的真實本質。這可能是一種更敏感的技術，揭示粒子對撞機根本看不到的粒子。”

金格斯說：“天體物理和宇宙學觀測結果表明，我們所知道的物質僅占宇宙中總物質和能量的5%，大多數(shù)都是‘暗物質’，粒子物理標準模型中目前還沒有粒子或相互作用來解釋這些暗物質。尋找暗物質粒子是粒子物理學研究的前沿，我們的這一最新研究或成為揭示這一謎團的關鍵?！?/p>

研究團隊表示，最新研究未來也有望改進相關技術，“原子物理學（如全球定位系統(tǒng)）在我們每天的日常生活中發(fā)揮著重要作用，原子理論也將繼續(xù)在基于原子的新量子技術領域大顯身手?！?/p>