虚粒子 探寻更深层的物理学

为了了解这种现象,我们还必须借助费量图来表示。20世纪美国著名理论物理学家理查德：曹量发明了这些图形，来可视化并计算亚原子粒子的衰变和相互作用。这里我们将研究底强子两种可能的变路径(很不幸的是，多数粒子的名称是晦涩难懂的希腊字母与符号的结合体）。

让我们把注意力放到费曼图内部——即衰变发生的地方，看看究竟有何蹊跷。在第二个例子中，我们看到，在庄夸克转变成粲夸克的位置产生了1个W玻色子，即传递弱相互作用的粒子之一。这个W玻色子随后衰变为+子和反7中微子。令人震惊的是，W玻色子的质量大约是早期的初志Bo类型的介子质量的大约16倍。

探索虚粒子，就必须有底强子试验，大型强子对撞机可以看作LHCb的家，它是一个周长约27干米的环形加速器，两条高能质子束流在其中以接近光速的速度相向运动。在LHCb探测器中，这些束流每秒对撞次数可高4000万次。当两个质子撞在一起粉身碎骨时，释放出的高度集中的能量可凝结成与对撞质子完全不同的粒子—例如包含迪夸克的粒子。尽管寿命很短，这些新粒子会遽然出现并衰变成LHCb可以探测的产物。

尽管相比于大型强子对撞机上两个更大的姊妹实验装置，LHCb探测器体型较小。但他20米长、10米高的身材也足以给人颇为强烈的视觉冲击。细长的设计让LHCb探测器的外观迥异于圆柱状的ATLAS和CMS，也使它能够记录到靠近洞穴一侧墙壁处产生的粒子的信号。这种拉长的几何结构有助于研究底强子，即包含底夸克的粒子。底强子的质量相对适中（约为5GeV，也就是50亿电子伏特，略重于氦原子核），所以，当它们在大型强子对撞机上被制造出来时，总会残留着大量的剩余能量。当然，这些剩余能量并不是无穷无尽的，因为它们的质量太小，不足以形成巨大的黑洞。

（编辑：银川站长网）

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