TeV尺度的新物理：大型强子对撞机中的强CP问题探索

"在大型强子对撞机中发现强大的CP问题" 这篇研究论文发表在Physics Letters B期刊的第762期（2016年），由Raffaele Tito D'Agnolo和Anson Hook两位作者撰写。文章探讨了在大型强子对撞机（LHC）中解决强CP问题的一种新方法，该问题涉及到基本粒子物理中的一个未解之谜：在量子色动力学（QCD）中，为何CP对称性（即粒子与反粒子之间的镜像对称性）没有被观测到。 作者提出，基于奇偶校验（Parity）的解决方案预测了一类质量位于TeV尺度的新色荷粒子。这些新粒子是标准模型中夸克和轻子的副本，它们的存在是因为普朗克抑制算子的限制。在标准模型中，TeV尺度的粒子通常与解决自然界的层次问题有关，即为什么希格斯玻色子的质量远低于理论上的预测值。 在LHC上，这些新的夸克可以被生成，并且它们可能在对撞过程中保持稳定，或者通过希格斯玻色子、W玻色子或Z玻色子衰变转化为标准模型的夸克。论文中讨论了这些模型对于LHC实验的一些简单但具有普遍性的预测，并指出了一些与传统层次问题解决方案无关的实验信号，这为在弱相互作用尺度寻找新物理现象提供了替代的理论依据。 此外，作者还简要讨论了这些模型的宇宙历史，包括如何在大爆炸后的宇宙演化中产生这些新粒子，以及如何实现成功的重子生成，这是粒子物理和宇宙学的一个关键问题。重子生成涉及到在早期宇宙中，为什么物质（尤其是夸克和轻子，它们组成了重子）比反物质多，从而导致我们现在观察到的宇宙主要是由物质构成。 这项研究揭示了在高能物理实验中解决基本粒子物理问题的新思路，特别是通过LHC实验探索TeV尺度的新粒子，这将有助于我们理解自然界的基本规律，并可能开启对宇宙起源的新见解。