希格斯玻色子遇到的一些问题 通过它能了解暗物质吗

cht 2022-07-23 7次阅读

没有希格斯玻色子,描述最小尺度下粒子物理学的整个理论框架就会分崩离析。

基本粒子没有质量,没有原子,没有人类,没有太阳系,没有宇宙结构。

这一发现提出了新的基本问题。

欧洲粒子物理研究所的实验继续探索希格斯玻色子。

它的性质不仅决定了基本粒子的质量,也决定了它们有多稳定。

目前,结果表明我们的宇宙并不处于完全稳定的状态。

相反,类似于处于熔点的冰,宇宙可能会突然经历快速的“相变”。

但不是从固体变成液体,就像冰转变成水一样,这将涉及到质量的重大变化——以及宇宙中的自然法则。

然而,宇宙似乎是稳定的这一事实表明,计算中可能遗漏了一些东西——一些我们尚未发现的东西。

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经过三年的维护和升级,LHC的碰撞以前所未有的能量重新开始,几乎是探测希格斯玻色子的两倍。

这可能有助于找到丢失的粒子,这些粒子使我们的宇宙远离稳定和快速经历相变之间的明显刀口。

这个实验也有助于回答其他问题。

希格斯玻色子的独特性质会使它成为发现暗物质的门户吗?暗物质是构成宇宙中大多数物质的不可见物质。

暗物质是不带电的。

希格斯玻色子有一种独特的方式与不带电的物质相互作用。

同样的独特性质让物理学家质疑希格斯玻色子到底是不是基本粒子。

除了其他自然力——重力、电磁力和强弱核力之外,会不会存在一种新的未知力?也许是一种力量将迄今未知的粒子结合成一个复合物体,我们称之为希格斯玻色子?

这些理论可能有助于解决最近测量的有争议的结果,这些结果表明一些粒子并不完全按照标准模型建议的方式运行。

因此,研究希格斯玻色子对于弄清在标准模型之外是否还有物理有待发现至关重要。

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最终,LHC将会遇到和Tevatron一样的问题。

质子碰撞是杂乱的,它的碰撞能量只会达到这么远。

尽管我们拥有现代粒子物理学的全部武器——包括复杂的探测器、先进的检测方法和机器学习——供我们支配,但LHC能实现的目标是有限的。

未来的高能对撞机(专门设计用于产生希格斯玻色子)将让我们能够精确测量它最重要的性质,包括希格斯玻色子如何与其他希格斯玻色子相互作用。

这反过来将决定希格斯玻色子如何与其自身的场相互作用。

因此,研究这种相互作用可以帮助我们探索产生粒子质量的潜在过程。

理论预测和未来测量之间的任何分歧都将是一个清晰的信号,表明我们需要发明全新的物理学。

这些测量将产生深远的影响,远远超出对撞机物理学的范畴,引导或限制我们对暗物质起源、宇宙诞生以及它的最终命运的理解。


标签: 宇宙  希格斯  粒子 


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