这要么是未被考虑的背景，要么是新的物理学。无论哪种情况，它肯定很复杂。费米实验室万亿电子伏特加速器的 CDF 合作组织 已提交一篇 新论文 以供发表，描述了质子-反质子碰撞事件的一个子样本，其中至少有一个 μ子在远离主要的质子-反质子相互作用处产生。这个子样本尚未被已知过程（包括探测器/重建失败的影响）描述，并开始在高能物理学界引起一定的轰动。作为 CDF 的成员，我可以告诉您，这项分析在过去几个月受到了相当严格的审查！论文中将过量的子样本称为“幽灵”样本，其特点是可能有几个 μ子的行进方向与主要的（能量最高的）μ子相距 37 度以内，并且 μ子“撞击参数”的分布有一个长长的尾巴，延伸到几厘米。撞击参数是衡量粒子在距离主事件顶点多远的地方产生的，因此这些额外的 μ子似乎来自某种寿命远长于 b 夸克的粒子的衰变。这是新的物理学吗？还是 CDF 低估了导致这种观测的背景过程的速率？有问题的子样本是在测量 b 夸克对产生截面（与产生一个 b 夸克和一个反 b 夸克的事件速率成正比）的过程中浮出水面的。这种测量至少有两种方式。与较轻的夸克不同，b 夸克的寿命足够长，可以在衰变前在空间中飞行几毫米。因此，在一种方法中，人们寻找“次级顶点”，这与质子和反质子碰撞的主要空间位置不同。这些次级顶点是 b 夸克衰变为几个强子，或可能是 μ子等轻子的位置。μ子是电子的较重表亲。它的质量为 106 MeV，而电子的质量为 0.511 MeV。由于它重得多，并且寿命为 2.2 微秒，当它产生时，它倾向于穿过非常厚的材料层才会停止。事实上，在现代大型对撞机物理实验中，μ子探测系统位于探测器其余部分的外部，有效地将其用作所有其他碰撞中产生的粒子（主要是π介子）的屏蔽。π介子是强子，由一个夸克和一个反夸克组成。π介子倾向于“淋浴”并将其能量留在量能器中的重材料层（通常是铅和钢）中。但有时它们可以“穿透”并在μ子探测系统中留下痕迹，从而欺骗我们。这是这个幽灵样本的一个明确组成部分。如果我们严重低估了这一点，它可能会解释所有这一切，但据我们所知，这不太可能。b 夸克衰变为 μ子提供了另一种方法来测量对产生截面以及 b 夸克的“混合”。由于弱相互作用中我们无需在此探索的微妙之处，一个飞行的 b 夸克（或更恰当地说是 B 强子）可以自发地转变为它自己的反粒子。这可能导致这样的事件，如果两个 b 夸克都衰变为 μ子，它们可能具有相同的电荷，如果一个 b 夸克翻转到与它产生时的电荷相反。在论文中提出的分析中，作者（由 Paolo Giromini 领导的 Frascati/Harvard 小组）表面上解决了两种不同方法测量 b 对截面的结果之间长期存在的分歧。如果选择有两个 μ子的事件，但收紧以前使用的关于 μ子来源的要求，要求它们从主事件顶点附近发出，他们会发现 b 对截面的两种不同测量之间的一致性要好得多。但这暗示以前的测量受到了一个大的、未被考虑的背景的影响。那是什么？这篇论文是对这种幽灵背景的探索，结论是我们目前无法解释它。因此，合作组织已经发表了我们迄今为止所学到的知识，希望其他实验，特别是我们环周围的 D0 邻居，能够查看他们的数据，并告诉我们他们是否也看到了这种现象。这是要回答的最重要的第一个问题，如果他们确实看到了，我可以告诉您会发生什么：该领域将一片混乱。如果他们没有，那么，我们还有更多工作要做，以弄清楚这种幽灵背景是如何产生的。如果这是对某种新物理的首次观测，那么它将非常令人兴奋，而且非常、非常奇怪。尽管奇怪的是，并非完全出乎意料。Neal Weiner 和 Nima Arkani-Hamed 发表了一篇 最新论文，其中他们预测了与我们所看到的“轻子喷流”相似的东西。这会让人毛骨悚然……但我们现在还不要得意忘形。我相信理论家们已经非常忙碌了！如果您想了解更多细节，Tommaso Dorigo 的博客上有一篇非常精彩且更 面向物理学家 的帖子。敬请关注！
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