據(jù)英國(guó)每日郵報(bào)報(bào)道，去年十二月大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）似乎發(fā)現(xiàn)了比希格斯玻色子（Higgs boson）更重的粒子的跡象。目前模型無(wú)法解釋這顆粒子的存在，它可能導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)一整套全新粒子的，甚至可能發(fā)現(xiàn)第五種基本力。
去年在日內(nèi)瓦大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)里，兩次單獨(dú)的測(cè)量發(fā)現(xiàn)了一顆疑似粒子，后者似乎比希格斯玻色子重六倍。如果這顆粒子被證實(shí)是真實(shí)存在而非測(cè)量波動(dòng)所致，那么它將是一項(xiàng)巨大的新發(fā)現(xiàn)。
佛羅倫薩意大利國(guó)家核物理學(xué)學(xué)會(huì)的研究科學(xué)家米歇爾-雷迪（Michele Redi）博士在期刊《科學(xué)美國(guó)人》上寫(xiě)道，暗示的新粒子或可能在“未來(lái)數(shù)周甚至數(shù)天內(nèi)”被證實(shí)。“如果它是真的存在，我們將在基礎(chǔ)物理學(xué)歷史上書(shū)寫(xiě)全新的篇章，”雷迪博士說(shuō)道。“我們無(wú)法想象這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)將引發(fā)多少新發(fā)現(xiàn)。我們將很快知道答案。”
“大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)能夠進(jìn)行粒子碰撞并提供新的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，”歐洲粒子物理研究所（CERN）的發(fā)言人這樣說(shuō)道。“超環(huán)面儀器(ATLAS)和緊湊渺子線圈(CMS) 將合作分析這些數(shù)據(jù)，為2016年芝加哥ICHEP會(huì)議做準(zhǔn)備，如果他們獲得了足夠的數(shù)據(jù)和新發(fā)現(xiàn)，那時(shí)候就能一見(jiàn)分曉。”
“我認(rèn)為至少需要幾周時(shí)間更新結(jié)果，因?yàn)槲覀冃枰⌒囊硪矸治鰯?shù)據(jù)。它可能會(huì)超出標(biāo)準(zhǔn)模型所定義的，甚至可能是一套全新粒子的冰山一角。” 英國(guó)國(guó)王學(xué)院的理論物理學(xué)家約翰-埃利斯（John Ellis）教授這樣說(shuō)道，“前提是它存在！”
ATLAS和CMS兩個(gè)探測(cè)器都將通過(guò)計(jì)算產(chǎn)生兩個(gè)光子的粒子衰變來(lái)尋找新的物理學(xué)。測(cè)量光子是檢測(cè)新物理學(xué)的好方法，因?yàn)楣庾尤菀妆粰z測(cè)到，同時(shí)物理學(xué)家也知道預(yù)計(jì)結(jié)果是什么。這兩個(gè)探測(cè)器都觀測(cè)到光子。
當(dāng)粒子衰變成光子，它們會(huì)釋放出相當(dāng)于自身質(zhì)量乘以光速平方的能量。我們都熟悉愛(ài)因斯坦的方程，然而最新觀測(cè)與之并不符合，這意味著產(chǎn)生這些光子的粒子仍是未知，它釋放出的能量相當(dāng)于自身質(zhì)量。“它的重量為750千兆電子伏，大約比希格斯玻色子重六倍，大約比質(zhì)子重800倍。” 埃利斯說(shuō)道。希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)最初也源于相似的“測(cè)量波動(dòng)”。但現(xiàn)在的差異在于希格斯玻色子的存在已經(jīng)被預(yù)測(cè)了。然而，標(biāo)準(zhǔn)模型并未預(yù)測(cè)這顆粒子——如果它存在的話——因此它或?qū)槲锢韺W(xué)家開(kāi)啟一個(gè)全新的未被探索的世界，甚至促進(jìn)新型粒子的發(fā)現(xiàn)。
標(biāo)準(zhǔn)模型認(rèn)為宇宙萬(wàn)物都是由名為基本粒子的最基本建構(gòu)單元組成，它們是由四種力主導(dǎo)：引力、電磁力、微弱的核力和強(qiáng)大的核力。這些力的作用范圍和強(qiáng)度各不相同。最新發(fā)現(xiàn)的這顆粒子——如果存在的話——并不符合標(biāo)準(zhǔn)模型的描述，因此可能開(kāi)啟新的粒子物理學(xué)。有些人預(yù)測(cè)它或可能導(dǎo)致第五種力的發(fā)現(xiàn)。“這是可能的，但至少要有一套未知的粒子來(lái)解釋這種新粒子是如何衰變的，以及如何產(chǎn)生的。” 埃利斯說(shuō)道。這一發(fā)現(xiàn)非常令人激動(dòng)，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)模型里仍有一些問(wèn)題未被解答，科學(xué)家們迫不及待的想要找到新理論。例如，它無(wú)法解釋引力，因?yàn)樗c我們對(duì)引力工作原理的解釋并不兼容，它也無(wú)法解釋暗物質(zhì)粒子。
用于描述極小粒子的量子理論和描述宏觀世界的廣義相對(duì)論都很難調(diào)和。在標(biāo)準(zhǔn)模型下這兩種理論從數(shù)學(xué)角度都無(wú)法兼容。根據(jù)大爆炸理論，宇宙伊始創(chuàng)造了相同量的物質(zhì)和反物質(zhì)，所以它們應(yīng)該在宇宙存在的第一秒就相互湮滅。這意味著宇宙應(yīng)該全是光，而幾乎沒(méi)有其它東西。然而，事實(shí)并非如此，一定是物質(zhì)和反物質(zhì)之間存在細(xì)微差別，從而導(dǎo)致宇宙里出現(xiàn)物質(zhì)剩余，組成了我們看到的恒星，我們生活的行星以及我們?nèi)祟愖陨怼?/div>
然而，目前的觀測(cè)遠(yuǎn)不足以證實(shí)粒子的存在。CERN的物理學(xué)家需要確定這些觀測(cè)并非偶然，所以他們收集了更多數(shù)據(jù)以調(diào)查是否會(huì)再次觀測(cè)到這顆粒子。然而，并非每個(gè)人都信服。“我并未從大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)數(shù)據(jù)里看到有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的波動(dòng)，指向一種新粒子的存在。” 研究CMS探測(cè)器的帕特里克-加諾（Patrick Janot）教授說(shuō)道。
大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)在四月開(kāi)始了更多粒子碰撞，或可能證實(shí)或者否決這種粒子存在的結(jié)果很快將揭曉。“暑假你將聽(tīng)到確切的陳述，” 加諾教授在今年三月如是說(shuō)。
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