大型强子 多年来，对撞机一直致力于将质子撞击在一起。但最近，质子碰撞产生了一个不可思议的结果，这是探索所谓“zeptoverse”（比原子小很多很多倍的现实尺度）的第一步。这将是迄今为止探索过的最小尺度的物理世界，并且可能会违背我们对物理学如何运作的期望。
当质子以接近光速的速度碰撞在一起时，欧洲核子研究中心的科学家们发现了一种最不可能的物质衰变的证据——这种衰变的可能性是如此之小，以至于物理学家四十多年来一直希望观察到这种现象。这次碰撞产生了许多粒子，其中包括一些被称为中性 B 介子的粒子，科学家发现信号表明其中一个粒子已衰变成 μ 子和反 μ 子。
介子一直在衰变。这些比原子还小的微小粒子是由其他粒子之间的碰撞产生的，并且在转变为其他粒子之前仅存在短暂的时间。另一方面，μ 子与原子中的电子相似，但重约 200 倍。科学家研究这些粒子及其衰变，以测试当前物理学的预测并寻找未知粒子的线索。
标准模型——粒子物理学的圣经——预测中性 B 介子每衰变 100 亿次，这种转变就会发生一次。换句话说，即使科学家观察到 100 亿个这样的粒子衰变，他们也期望平均只发现一个μ子和反μ子。这一发现是实验首次获得这种现象的证据，研究人员已在 arXiv 上的预印本中提供了详细信息。
“40多年来，物理学家一直在追踪这种衰变，”国际分析小组的联合领导者马可·桑蒂马里亚(Marco Santimaria)在欧洲核子研究中心的一份新闻稿中表示。 “需要极高的精度才能从巨大的背景中挑选出μ介子。”
这一过程极其罕见，这解释了为什么需要数十年的研究才能得出这一发现。但 2024 年大型强子对撞机的升级也使得观察到这一现象成为可能。正如欧洲核子研究中心在其声明中所描述的那样，这次改造使得数据收集速度更快，新的机器学习技术使研究人员能够“抑制巨大的背景过程，否则这些背景会淹没这些罕见的美丽粒子衰变的信号”。
这种衰变为研究科学家所能观察到的极限开辟了新途径。目前，结果与当前的物理预测一致，但未来的测量可能会揭示 zeptoverse 特有的现象，它描述了 zeptometer（相当于万亿分之一米）测量距离的尺度。从这个单位的角度来看，一个典型原子的直径约为 1000 亿泽米。这也与您和皮肤细胞之一之间的大小差异有关。
Zeptoverse 之外还有更小的尺度，例如普朗克长度，约为 60 兆 比 zeptometer 小几倍，是物理学中理论上可能的最小单位。科学家们仍然不知道在这个水平上是否真的存在任何东西，但人们普遍认为，我们所知道的物理学在这个水平上完全崩溃了。然而，如果科学家能够进入这个微观世界，它可以帮助我们理解大爆炸后的第一个无穷小瞬间，当时整个宇宙有这么大。
但就目前而言，那里可能发生的大部分事情仍停留在猜测领域。
这个故事最初出现在 《连线》西班牙语版 并已从西班牙语翻译而来。
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