希格斯玻色子可以防止我们的宇宙崩溃？关于两个希格斯粒子的故事

希格斯玻色子是一种神秘的粒子，它赋予其他粒子以质量，可以防止我们的宇宙崩溃。

一个疯狂的新理论认为，它的特性可能是我们生活在平行世界的多元宇宙中的一个线索。

该理论认为，只有希格斯玻色子很小的世界才能存在。

在该理论中，宇宙的不同区域有不同的物理定律。

如果属实，新模型将需要产生新粒子，这反过来又可以解释为什么最终阻止原子坍缩的强力似乎服从某些对称性。

在此过程中，它可以帮助揭示暗物质的本质——构成大多数物质的难以捉摸的物质。

两个希格斯粒子的故事

2012 年，大型强子对撞机实现了一项真正具有里程碑意义的壮举；这个位于法国-瑞士边境的地下粒子加速器首次探测到了希格斯玻色子，这是一种物理学家几十年来一直没有发现的粒子。

希格斯玻色子是标准模型的基石；该粒子赋予其他粒子质量，并在弱核力和电磁力之间产生区别。

但好消息也带来了一些坏消息。

希格斯粒子的质量为 125 吉电子伏特 (GeV)，比物理学家认为的要小几个数量级。

确切地说，物理学家用来描述亚原子粒子群的框架，即标准模型，实际上并不能预测希格斯质量的值。

要使该理论起作用，该数字必须通过实验得出。

但是粗略的计算让物理学家猜测希格斯粒子的质量会非常大。

因此，一旦颁发诺贝尔奖，问题就迫在眉睫：为什么希格斯粒子的质量如此之低？

在另一个最初不相关的问题中，强力的行为并不完全像标准模型所预测的那样。

在物理学家用来描述高能相互作用的数学中，存在一定的对称性。

例如，电荷对称（改变相互作用中的所有电荷，一切都运行相同），时间对称（反向运行反应，它是相同的），以及宇称对称（翻转相互作用）到它的镜像，它是一样的）。

在迄今为止进行的所有实验中，强力似乎都服从电荷反转和奇偶反转的组合对称性。

但强力的数学并没有表现出同样的对称性。

任何已知的自然现象都不应该加强这种对称性，然而大自然似乎在遵守它。

是什么赋予了？

多元宇宙的想法

法国替代能源和原子能委员会 (CEA) 的 Rafaele Tito D'Agnolo 和 CERN 的 Daniele Teresi 两位理论家认为这两个问题可能相关。

在 1 月份发表在《物理评论快报》杂志上的一篇论文中，他们概述了解决这两个难题的方法。

他们的解决方案：宇宙就是这样诞生的。

他们引用了一个叫做多元宇宙的想法，它源于一种叫做暴胀的理论。

通货膨胀是这样一种观点，即在大爆炸的最初几天，我们的宇宙经历了一段极度扩张的时期，每十亿分之一秒就扩大一倍。

物理学家并不完全确定是什么推动了暴胀或它是如何工作的，但基本思想的一个结果是我们的宇宙从未停止过暴胀。

相反，我们所说的“我们的宇宙”只是一个更大的宇宙中的一小块，它不断地快速膨胀并不断地弹出新的宇宙，就像你浴缸里的泡沫一样。

这个“多元宇宙”的不同区域会有不同的希格斯质量值。

研究人员发现，具有大希格斯粒子质量的宇宙发现自己在有机会成长之前就发生了灾难性的崩溃。

只有具有低希格斯质量的多元宇宙区域才能存活并具有稳定的膨胀率，从而导致星系、恒星、行星和最终高能粒子对撞机的发展。

为了制作具有不同希格斯质量的多元宇宙，该团队必须在混合物中再引入两个粒子。

这些粒子将是标准模型的新增内容。

这两个新粒子的相互作用决定了多重宇宙不同区域中希格斯粒子的质量。

这两个新粒子还可以做其他事情。

测试时间

新提出的粒子改变了强大的力，导致了自然界中存在的电荷宇称对称性。

它们的行为很像轴子，这是另一种被引入以试图解释强力的性质的假设粒子。

新粒子的作用也不限于早期宇宙。

他们可能仍然居住在当今的宇宙中。

如果其中一个质量足够小，它可能会在我们的加速器实验中避开检测，但仍会在太空中漂浮。

换句话说，这些新粒子中的一种可能是造成暗物质的原因，暗物质是构成宇宙中所有物质 85% 以上的不可见物质。

这是一个大胆的建议：解决粒子物理学的两个最大挑战，98迷科，并解释暗物质的性质。

解决方案真的可以这么简单吗？尽管它很优雅，但该理论仍然需要进行测试。

该模型预测了暗物质的一定质量范围，这是未来寻找暗物质的实验，比如地下设施超低温暗物质搜索，可以确定的。

此外，该理论预测中子在中子内的电荷中应该具有很小但可能可测量的不对称性，这与标准模型的预测不同。