Z』玻色子是理論假設的一種負責傳遞弱核力的基本粒子——Z玻色子的一個變版。科學家認為電子(物質)和正電子(反物質)在介子對撞機內相撞將產生Z』玻色子,之後衰變為不可見的暗物質粒子。

先進的貝爾二代實驗(Belle II)希望找到Z』玻色子,開啟一扇探測暗物質的窗口。

貝爾實驗(Belle experiment)是一個國際合作的實驗計劃,是建在日本高能加速器研究機構的KEKB對撞機一個對撞點上的探測器。

經過多年的改進,現在KEKB已經升級為超級B介子對撞機(SuperKEKB),貝爾探測器也升級到了二代,數據準確率提升了40倍。

貝爾二代實驗開始一年多以來,收集了不少數據,近期一份發表在《物理評論快報》(PRL)上的研究,展示了這項實驗的初步成果。

研究者認為Z』玻色子是解釋物質與反物質不等量、以及暗物質是甚麼這些問題的重要線索。

科學家認為,宇宙至少25%由暗物質構成,可見的物質只佔不到5%,兩種物質之間靠引力聯繫。暗物質控制著宇宙間可見物質,如星系在宇宙空間的分佈。

幫助科學家了解暗物質

關於暗物質的構成有多種理論假設。這份研究基於的理論是,Z』玻色子在暗物質和可見物質之間可能起著重要的中和作用。這種理論稱,電子(物質)和正電子(反物質)在超級B介子對撞機內相撞將產生Z』玻色子,之後衰變為不可見的暗物質粒子。

因此,Z』玻色子可以幫助科學家了解暗物質。

貝爾探測器如何探測Z』玻色子?研究稱,並不能直接探測到。他們還需要通過另一個理論間接推測它的存在。這個理論預測,Z』玻色子可以透過與介子的相互作用透露自己的蹤跡。介子是質量比電子略大的相近粒子。如果科學家在電子與正電子對撞後發現大量帶相反電荷的介子,或者在能量和動量守恆中發現異常,這就是Z』玻色子存在的證明。

研究人員稱,目前還沒有發現Z』玻色子的蹤跡,不過新的數據可以達到上一代實驗達不到的準確度。

貝爾實驗二代於2019年3月25日全面啟動。研究者稱,隨著對實驗進行不斷調整,很快將提供比這份研究公佈的更多的數據。◇