緊湊繆子線圈。圖片來源：歐洲核子研究中心官網
科技日報北京1月27日電 （記者張佳欣）在歐洲核子研究中心（CERN）的大型強子對撞機（LHC）上，緊湊繆子線圈、合作組進行了一項研究，旨在檢驗頂夸克是否遵循愛因斯坦的狹義相對論，而狹義相對論通過了這一最強加速器測驗。研究成果發表在最新一期的《物理學快報B》期刊上。
120年前，愛因斯坦提出了狹義相對論，它與量子力學共同構成了粒子物理學標準模型的基礎。這一模型的核心是洛倫茲對稱性，即實驗結果不應依賴于實驗的方向或速度。盡管歷經多次試圖推翻它的嘗試，狹義相對論依然穩固。然而，某些理論如特定的弦理論模型預測，在極高能量下，狹義相對論可能不再適用，實驗觀測結果可能會受時空方向的影響。
由于地球自轉，LHC中質子束的方向以及由此產生的頂夸克的方向也會隨之變化。雖然LHC中的質子束在空間中的方向固定，但隨著地球旋轉，這些束流及產生的粒子相對于地面觀察者的方向會發生改變。
如果自然界存在一個特殊的時空方向偏好（這與狹義相對論不符），那么頂夸克對的產生速率將隨地球相對于實驗位置的變化而在一天內有所不同。這種變化暗示著洛倫茲對稱性的破壞，意味著需要超越愛因斯坦理論的新物理學解釋。
此次，團隊通過分析頂夸克對在LHC上的產生情況，尋找洛倫茲對稱性破缺的跡象。如果實驗結果確實受到實驗方向的影響，則頂夸克對的產生速率應隨時間而變化。然而，團隊在分析LHC第二次運行期間收集的數據后發現，無論何時進行實驗，頂夸克對的產生速率均保持不變。
這一結果表明，在時空中沒有檢測到任何優先方向，洛倫茲對稱性成立，愛因斯坦的狹義相對論依然有效。該發現為未來利用LHC第三次運行期間收集的頂夸克數據繼續探索洛倫茲對稱性破缺奠定了基礎，并為涉及其他重粒子（如希格斯玻色子、W玻色子和Z玻色子）的研究開辟了新的道路。
本文鏈接：頂夸克遵循狹義相對論通過最強測驗http://m.lensthegame.com/show-11-16897-0.html
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