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最有可能撼动物理学未来的实验

更新:2014-01-13 12:38:23

美国《连线》杂志网站近日报道指出,希格斯玻色子的发现标志着现在的粒子物理学已经终结。接下来的几年内,物理实验将集中在厘清暗物质、中微子和希格斯粒子的属性等之上。以下十大实验获得的数据和结论或许会开启一个全新的物理学时代。

发现希格斯粒子:开启物理学新时代

  发现希格斯粒子:开启物理学新时代

  2012年7月4日,欧洲核子研究中心(CERN)的科学家们宣布,他们发现了一种新粒子,其行为方式和标准模型中的希格斯粒子相似,疑似“上帝粒子”。2013年3月14日,CERN发布公告称,对更多数据的分析显示,该中心2012年宣布发现的新粒子“看起来越来越像”希格斯玻色子,计算结果“强有力地表明它就是希格斯玻色子”。

  希格斯玻色子被认为是物质的质量之源,有“上帝粒子”之称,它是粒子物理学标准模型“缺失的一环”。自20世纪60年代发展起来的物理学标准模型,是一套描述强作用力、弱作用力及电磁力这三种基本力及组成所有物质的基本粒子的理论,其依赖于希格斯玻色子的存在。

ATLAS和CMS升级:调查希格斯粒子和暗物质的关系

  ATLAS和CMS升级:调查希格斯粒子和暗物质的关系

  超环面仪器(ATLAS)与紧凑渺子线圈(CMS)是通用型的粒子侦测器,也是LHC的两大关键实验。ATLAS的研究人员、芝加哥大学的粒子物理学家戴维·米勒认为,这两大探测器在发现希格斯玻色子的过程中发挥了重要作用。目前,工程师们正在紧锣密鼓地对其进行升级,预计到2015年重新启动。

  天文观测结果告诉我们,暗物质拥有质量,而希格斯粒子会赋予其他粒子质量,因此,希格斯粒子与暗物质之间很可能有关,LHC提供的数据能告诉我们它们之间的关联有多强。如果科学家发现这种关联,将会打开一个全新的研究领域。

NOVA和T2K:确定中微子的属性

  NOVA和T2K:确定中微子的属性

  轻如尘、快似光,神出鬼没,能够轻易穿越各种物体,还可以不时变身—中微子无疑是标准模型里描述的基本粒子世界里的“世外高人”;此外,它们或许还背负着有关宇宙大爆炸的惊世之谜,因此,中微子也被称为宇宙的秘密信使,所以,任何与它有关的线索都可谓价值连城。

  中微子它们很小,几乎没有质量,而且也很少同其他亚原子粒子“交往”,或许比我们所认为的还要奇特。目前,物理学家们正试图确定它们的某些属性,从而让一些悬而未决的问题盖棺定论。美国阿尔贡国家实验室的物理学家莫里·古德曼说:“这些问题都有答案,或许在下一轮实验中,我们就可以获得这些答案。”

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