地标计算清除了回答物质形成方式的方式

Thomas C. Blum,物理学副教授。图片来源:Daniel Buttrey / UConn
    (Phys.org) – 科学家的国际合作,包括物理学副教授托马斯·布鲁姆,正在以具有里程碑意义的细节报告称为kaon的亚原子粒子的衰变过程 – 这些信息可能有助于回答有关宇宙如何开始的基本问题。
                                
                                       
         
        
        
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      这项研究在2012年3月30日的“物理评论快报”网络版上报道,在一些世界上最快的超级计算机上采用突破性技术,扩展了1964年诺贝尔奖获奖实验。现在安装的新一代IBM超级计算机将使科学家能够更详细地计算衰减。
检查kaon的衰变可以深入了解物理学中的基本问题。
“这一计算使我们更接近于回答有关物质如何在早期宇宙中形成的基本问题,以及为什么我们以及我们今天观察到的其他事物都是由物质而非反物质构成的,”该论文的共同作者布鲁姆说。 。
欧洲核子研究组织欧洲核子研究中心的这种类比描述了反物质:想象一下用热金属板冲压硬币。你留下了一个硬币和一个洞 – 这个洞可以被称为“反硬币”。同样,当能量转化为物质时,会产生物质粒子和反粒子。
当宇宙开始时,它是否开始时的物质粒子多于反物质?这就是另一位共同作者,RIKEN BNL研究中心的Taku Izubuchi和纽约长岛的布鲁克海文国家实验室构建问题的方式。或者,他问,这两个是否是对称的,是否存在另一种导致物质比反物质更多的机制?

    
                                    
                        
        
        这张图由布鲁克海文国家实验室提供,说明了在进行Kaon衰变计算之前必须理解的各种距离尺度。最低级别是显示衰变粒子轨迹的图片。上面的图层提供了一个键,显示了kaon(K)如何分裂成两个π介子。下一层代表数值计算,顶层以数学方式显示所谓的费曼图。
    物质和反物质的不对称性是物理学中尚未解决的问题之一。今天的宇宙几乎完全由物质组成,几乎没有反物质。
本文更详细地解释了1964年在布鲁克海文举行的诺贝尔奖获奖实验中首次报道的亚原子粒子衰变。该实验首次证明了颗粒与其颗粒,物质和反物质之间缺乏对称性。
从那以后,理论家们研究了亚原子粒子衰变,但没有当前结果的完整性或精确性。
                                        
        
        
        
        
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文中描述的衰变是在一个远小于原子的粒子中发生的。随着Kaon分裂成两个π介子,即使是更小的颗粒,科学家也跟随衰变过程。衰变过程的长度跨越了近18个数量级,与单个细菌的大小和整个太阳系的大小之间的差异进行了比较。
根据共同作者Izubuchi的说法,他们的计算向前迈出了重要一步,他们对物理标准理论进行了一种新的严格测试,这是描述物质粒子及其相互作用的最基本理论。
研究的下一步将是确定剩余的未知量,这对于理解kaon衰变中物质和反物质之间的差异非常重要。最后一个数量将证实现在的理论,或者,如果他们幸运的话,Blum说,指出对物理学的新理解。
除了Blum之外,该研究的共同作者还包括Brookhaven,RIKEN BNL研究中心,哥伦比亚大学,德国Max-Planck研究所,南安普顿大学和英国爱丁堡大学以及华盛顿大学的物理学家。
该研究计算需要在芝加哥附近的阿贡国家实验室的IBM BlueGene / P超级计算机上进行5400万个处理器小时 – 相当于281天的计算和8,000个处理器。额外

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