许多亚原子粒子是通过将原子内部粉碎在一起而产生的

科学家们从迄今为止探索过的最小尺度的自然环境中获取了信号——比原子小 1000 亿倍。

这个世界是如此之小,以至于一些物理学家将其昵称为“zeptoverse”。

这项研究由剑桥科学家领导,是从大型强子对撞机(LHC)的实验中获得的。

位于瑞士和法国边境的欧洲粒子物理实验室(Cern)的这台巨大机器将原子粉碎在一起,将它们分开并发现它们内部的成分。

这一结果很重要,因为它可以帮助研究人员开发出一种新的、更完整的宇宙运作理论。

BBC 科学记者帕拉布·戈什 (Pallab Ghosh) 解释了 zeptoverse

zeptoverse的“敲门”

暗物质构成了我们宇宙的很大一部分,但研究人员一直在努力探测它。

科学家知道它的存在是因为它的引力影响正常物质,但在所有其他方面它仍然完全不可见。

因此,在这个实验中,粒子在高能下被粉碎在一起,科学家们研究了被抛出的物质——碰撞的弹片。

其中之一是亚原子粒子——比原子还小——称为美夸克。

该粒子不稳定,仅存在五万亿分之一秒,然后分解成其他形式——衰变。

尽管它的寿命很短,研究人员还是设法检测到它与其他微小粒子在十亿万亿分之一米的尺度上相互作用。

一些理论表明,在这些尺度上,粒子对暗物质更加敏感,它可能会影响夸克的相互作用和分解方式。因此,检测这个微小世界的活动可以帮助科学家检测暗物质。

“我们正在敲响这个 zeptoverse 的大门,”负责数据分析的剑桥大学哈里·克里夫博士告诉 BBC 新闻。

他说,这种亚原子之舞为研究人员提供了一个观察可能的新粒子行为的舞台。

“我们现在想做的是进去探索并找到在那里等待的新粒子。要做到这一点,我们需要更多的数据,”克里夫补充道。

哈里·克里夫博士是参与这项研究的英国科学家团队之一

参与该项目的 28 个国家已同意斥资 1.5 亿英镑升级大型强子对撞机 (LHCb) 的探测器,这将使衰变的频率提高十倍。

“有了它,我们就可以探索 zeptoverse 的内部,看看正在等待什么,”克里夫说。

但今年早些时候,负责研究经费的政府机构英国研究与创新(UKRI)机构宣布,将撤回其用于计划升级的资金份额。

它这样做是因为它宣布削减其他几个粒子物理和天文学项目,包括乔德雷尔班克标志性的洛弗尔望远镜。

尽管这项研究是由剑桥的科学家领导的,但由于资金削减,负责 LHCb 国际合作的蒂姆·格申教授告诉 BBC 新闻,英国是否全面参与这项研究将受到质疑。

他告诉英国广播公司新闻:“英国面临着无法参与并做出真正重大发现的风险。”

“但我认为最大的长期影响来自这样一个事实:英国不会从培训真正是我们最伟大产品的年轻人中获益。”

玛丽·理查森-斯利珀博士正在考虑是否继续在英国继续她的物理研究生涯或在国外寻找工作

Mary Richardson-Slipper 博士就是这些早期职业研究人员之一,她是发现 zeptoverse 的团队的一员。她正在根据物理削减重新考虑她的未来。

“我喜欢呆在英国,但我正在国外寻找工作机会,因为目前那里似乎有更多机会,”理查森-斯利珀说。

她补充说,她的“很多”从事基础物理学研究的同事已经搬家了。

尽管科学预算总体创纪录地增长,但削减仍在进行。

尽管科学经费创纪录,英国研究仍遭受削减

曼彻斯特大学的电视节目主持人和粒子研究员布莱恩·考克斯教授不是研究小组的成员,他称这一结果“重要”。

但他谴责最近削减英国对欧洲核子研究中心项目资助的决定。

考克斯说:“此时此刻放弃英国的科学领导地位将是非同寻常的,这将损害未来的研究计划并严重损害我们来之不易的国际声誉。”

UKRI 告诉 BBC 新闻,它仍然是欧洲核子研究中心 (Cern) 的全面成员,是其第二大资助者,每年资助金额约为 1.75 亿英镑。

UKRI 发言人表示:“我们寻求独立建议,并推进了一系列令人兴奋的新基础设施投资,其中包括清洁能源、医学成像和文化遗产项目。

“然而,与往常一样,令人兴奋的资金申请超出了我们的支持范围。”

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