电磁学和弱核力相互作用的新见解

原标题：电磁学和弱核力相互作用的新见解

当中子中的下夸克发射W玻色子并转化为上夸克时，旋转的中子分解成质子，电子和反中微子。带电粒子之间的光量子（γ）交换改变了这种转变的强度。图片来源：Vincenzo Cirigliano，核理论研究所

在原子核之外，中子是不稳定的粒子，寿命约为十五分钟。中子由于弱核力而分解，留下质子、电子和反中微子。弱核力是宇宙中的四种基本力之一，与强力、电磁力和引力并列。

将中子衰变的实验测量结果与基于弱核力的理论预测进行比较，可以揭示尚未发现的相互作用。为此，研究人员必须达到极高的精度水平。一组核理论家发现了一种新的、相对较大的中子衰变效应，这种效应是由弱力和电磁力的相互作用产生的。

这项研究确定了旋转中子经历弱核力的强度变化。这有两个主要含义。首先，自1956年以来，科学家们已经知道，由于力较弱，一个系统和一个像其镜像一样构建的系统的行为方式不同。换句话说，镜面反射对称性被打破了。这项研究影响了对新相互作用的寻找，技术上称为“右旋电流”，在不到百分之一厘米的非常短的距离内，恢复了宇宙的镜像反射对称性。其次，这项研究指出需要以更高的精度计算电磁效应。这样做需要使用未来的高性能计算机。

一组研究人员计算了电磁相互作用对光子（光量子）的发射和吸收对中子衰变的影响。该团队包括来自华盛顿大学核理论研究所，北卡罗来纳州立大学，阿姆斯特丹大学，洛斯阿拉莫斯国家实验室和劳伦斯伯克利国家实验室的核理论家，他们的结果已发表在物理评论快报上。

该计算是用一种称为“有效场论”的现代方法进行的，该方法有效地组织了涉及强相互作用粒子的现象中基本相互作用的重要性。研究小组发现了核子轴向耦合gA的新百分比水平转变，gA控制着旋转中子的衰变强度。新的校正源于带电介子的发射和吸收，这些介子是强核力的介质。虽然有效的场论提供了对不确定性的估计，但提高当前的精度将需要在能源部超级计算机上进行高级计算。

研究人员还评估了对右手电流搜索的影响。他们发现，在包括新的校正之后，实验数据和理论是一致的，目前的不确定性仍然允许在相对较低的质量尺度上出现新的物理学。

更多信息：文森佐·西里利亚诺等人，皮安诱导的中子β衰变辐射校正，《物理评论快报》（2022 年）。DOI： 10.1103/PhysRevLett.129.121801

来自：西塘少主返回搜狐，查看更多

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