希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了標(biāo)準(zhǔn)模型的正確性，標(biāo)志著粒子物理學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要里程碑。不過(guò)，科學(xué)家們對(duì)宇宙和世間萬(wàn)物的追尋和拷問(wèn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有結(jié)束，他們希望，大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）和未來(lái)的大型設(shè)備能夠發(fā)現(xiàn)宇宙中潛藏著的一些新粒子，從而跳出標(biāo)準(zhǔn)模型的窠臼，讓我們對(duì)宇宙有更多更深刻的了解。

    美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)站為我們列出了宇宙間可能潛藏的這5種神秘粒子，從引力子到非粒子等。

    1.超膠子、W微子和超光子

    如果“超對(duì)稱性（supersymmetry）”理論是正確的，那么，可能有超過(guò)一打粒子“養(yǎng)在深閨人未識(shí)”，等著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)，因?yàn)樵摾碚撜J(rèn)為，迄今為止科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的每個(gè)粒子都擁有一個(gè)與其對(duì)應(yīng)的隱藏著的質(zhì)量更大的超級(jí)“伙伴”粒子。

    標(biāo)準(zhǔn)模型認(rèn)為，存在著兩類(lèi)基本粒子：玻色子和費(fèi)米子。玻色子是粒子間相互作用力的使者，傳遞這種相互作用力，包括膠子和引力子等；而費(fèi)米子是組成物質(zhì)的基本載體，包括夸克子、電子和“幽靈般”的中微子等。

    根據(jù)超對(duì)稱性理論，每種費(fèi)米子都同一種玻色子配對(duì)，反之亦然。因此，膠子（一類(lèi)玻色子）會(huì)有超膠子（gluinos，一種費(fèi)米子）、W粒子會(huì)有超W粒子（Winos）、光子會(huì)有超光子（photinos）分別來(lái)與之配對(duì)；依此類(lèi)推，希格斯粒子會(huì)有一個(gè)名為“超希格斯粒子（Higgsino）”的粒子來(lái)與之配對(duì)。

    理論總是很美好，然而，不幸的是，對(duì)超對(duì)稱性理論的擁躉來(lái)說(shuō)，迄今為止，LHC還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何上述神秘粒子的“蛛絲馬跡”。美國(guó)哥倫比亞大學(xué)的數(shù)學(xué)物理學(xué)家彼得·沃特就曾經(jīng)指出，這或許表明，這些粒子很可能只是傳說(shuō)，或許根本就不存在，超對(duì)稱性理論可能存在錯(cuò)誤。

    有例為證。2012年，物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種極為罕見(jiàn)的粒子：由底夸克（用符號(hào)B表示）和奇異夸克（用符號(hào)S表示）組成的B—S介子，這種粒子由大質(zhì)量底夸克和一個(gè)奇異夸克在強(qiáng)相互作用下束縛在一起構(gòu)成，壽命極短。在地球上，很難采用常規(guī)方法找到這一粒子，但當(dāng)兩個(gè)質(zhì)子以接近光速發(fā)生碰撞后的一瞬間，這一粒子可能會(huì)出現(xiàn)，然后發(fā)生衰變，煙消云散?？茖W(xué)家們觀察到它們的幾率與標(biāo)準(zhǔn)模型吻合，這意味著，任何超對(duì)稱粒子如果存在的話，其將不得不比科學(xué)家們最初希望的要重得多。

    超對(duì)稱性理論的另一個(gè)缺陷在于，大約存在著105個(gè)“自由參數(shù)”，這意味著物理學(xué)家們并沒(méi)有很好地限定新發(fā)現(xiàn)粒子的尺寸和能量范圍，所以，他們對(duì)于在何處以及如何找到這些粒子自然也是一頭霧水。

    2.超中微子

    超對(duì)稱性理論也認(rèn)為，名為“超中微子(neutralinos)”的不帶電的特殊粒子可以解釋占據(jù)宇宙大部分物質(zhì)密度的暗物質(zhì)。暗物質(zhì)無(wú)法直接觀測(cè)得到，只能通過(guò)其對(duì)物質(zhì)的引力拉動(dòng)作用來(lái)探測(cè)。美國(guó)印第安納大學(xué)的物理學(xué)家波林·蓋格諾表示，在超對(duì)稱性理論中，除了超膠子之外，其他攜帶力的粒子混合在一起可能會(huì)制造出超中微子。

    科學(xué)家們表示，超中微子可能在早期炙熱的宇宙中形成，而且，為我們留下了足夠多的線索來(lái)解釋暗物質(zhì)的存在。

    伽馬射線和中微子望遠(yuǎn)鏡將在宇宙間充滿了暗物質(zhì)的地方（諸如太陽(yáng)或星系核心）搜尋這種神秘粒子的“芳蹤”。實(shí)際上，2013年，物理學(xué)家們做出了一個(gè)重大的發(fā)現(xiàn)：國(guó)際空間站的一個(gè)粒子收集器或許已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)的證據(jù)，但科學(xué)家們沒(méi)有公布細(xì)節(jié)。

 激光干涉引力波觀測(cè)站（LIGO）或能間接揭示引力子的存在

物理學(xué)家們正深入地幔內(nèi)部搜索非粒子

    3.引力子

    引力子和引力波的物理特性讓晚年時(shí)期的愛(ài)因斯坦困惑不已，不僅如此，它也成為很多物理學(xué)家們心頭的“一根刺”。愛(ài)因斯坦和物理學(xué)家們一直在孜孜不倦地為自然界中的物質(zhì)和力創(chuàng)造一種“大一統(tǒng)理論”，其既能揭示微觀世界中力的作用規(guī)律；也能闡釋宏觀世界中力的活動(dòng)定律。不過(guò)，這種“統(tǒng)一夢(mèng)”一直沒(méi)有照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。愛(ài)因斯坦的相對(duì)論很好地解釋了引力，卻難以解釋量子粒子的行為；而粒子物理學(xué)很好地揭示了粒子的行為，卻無(wú)法有效地對(duì)引力作出解釋。

    因此，有些物理學(xué)家提出用名為“引力子（gravitons）”的量子引力粒子來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。引力子很小，沒(méi)有質(zhì)量，主要作用是釋放出引力波。從理論上而言，每個(gè)引力子會(huì)對(duì)宇宙中的物質(zhì)施加拉力，但因?yàn)檫@種粒子與物質(zhì)間的相互作用力非常微弱，所以，使用目前的技術(shù)不可能直接探測(cè)到這種隱藏粒子的蹤跡，不過(guò)，使用諸如美國(guó)加州理工學(xué)院和麻省理工學(xué)院聯(lián)合進(jìn)行的激光干涉引力波觀測(cè)站（LIGO）這樣的工具能間接揭示引力子的存在。

    4.非粒子

    2013年，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種奇異粒子的蛛絲馬跡，他們將這種“翩若驚鴻，婉若游龍”的詭異粒子稱為“非粒子（unparticle）”。這種粒子能攜帶自然界中除了萬(wàn)有引力、電磁力、強(qiáng)相互作用力、弱相互作用力之外的“第五種力”，也就是遠(yuǎn)距離范圍內(nèi)兩個(gè)自旋粒子之間的相互作用。在小尺度上，自旋粒子之間的相互作用非常普遍，正是這種相互作用讓磁鐵和金屬內(nèi)電子的自旋方向成一條直線。然而，自旋粒子之間更長(zhǎng)距離的相互作用則非常難以捕捉。如果這種力確實(shí)存在，它將僅為電子和中子之間相互作用的百萬(wàn)分之一。

    物理學(xué)家們正在深入地幔內(nèi)部搜索這種非粒子，在地幔深處，數(shù)噸電子緊密地簇?fù)碓谝黄?，與地球的磁場(chǎng)成一條直線，這種現(xiàn)象出現(xiàn)任何微小的擾動(dòng)都可能揭示非粒子的跡象。

    5.“變色龍”粒子

    物理學(xué)家們也提出一種更飄忽不定的粒子：變色龍粒子，其質(zhì)量可能會(huì)不斷發(fā)生變化。如果這種粒子確實(shí)存在，那么，它或許會(huì)成為打開(kāi)暗物質(zhì)和暗能量之迷宮的“鑰匙”。

    2004年，物理學(xué)家們描述了一種假象中的力，其能隨周?chē)h(huán)境而發(fā)生變化：在那些粒子緊密簇?fù)碓谝黄鸬牡胤?，比如地球或太?yáng)上，這種變色龍粒子僅僅施加弱作用力；而在那些粒子比較松散的地方，其會(huì)施加強(qiáng)作用力。這或許意味著，在早期宇宙物質(zhì)分布致密的環(huán)境中，它以微弱的形象出現(xiàn)；后來(lái)隨著時(shí)間的推移，星系從宇宙中心慢慢向外擴(kuò)展，其變得越來(lái)越強(qiáng)大。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

    為了找到這種“來(lái)無(wú)影、去無(wú)蹤”的力，物理學(xué)家們需要發(fā)現(xiàn)變色龍粒子存在的證據(jù)。迄今為止，這種搜尋工作仍然一無(wú)所獲，但科學(xué)家們并不死心，相關(guān)實(shí)驗(yàn)仍在有條不紊地進(jìn)行著。