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8 宇宙的秘密(第8页)

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现在这么做还为时过早,特别是在未来几年,我们将有机会系统地探索一个广阔的能源区域,在那里可能隐藏着许多惊喜。

因此,随着希格斯玻色子的发现,几个研究前沿同时打开了大门。

一方面,对超对称粒子的直接寻找还在继续。

大型强子对撞机项目在2015年在13TeV下恢复了运行,希望通过利用增加能量,能够产生那些在7~8TeV的所有研究中都没有出现的大粒子。

现在,还有一个进一步的限制,是由这个125GeV的存在给出的。

我们已经知道,如果你找不到比2TeV更轻的超粒子,那么这个看似优雅、让Susy保持吸引力的机制就不再合理,至少在最普遍的情况下,Susy会严重陷入危机。

与此同时,我们正在已经探索过希格斯粒子的区域寻找标准模型玻色子。

目前所做的还不够,因为我们正在寻找具有非常不同特性的粒子。

希格斯玻色子的兄弟超对称玻色子有独特的产生和衰变模式,因此必须争取非常具体的策略。

由于粒子的体积越大,它们就越难以产生,也越难以找到,因此对数据的需求量也就越大。

与所有这些无关的是,对125GeV的希格斯玻色子的研究仍在继续。

标准模型能够非常准确地预测每一个特征。

到目前为止,我们所看到的一切都与预测一致,但我们的准确性受到我们所能重建的少量玻色子的限制。

对于许多衰变过程,我们测量的不确定性远远超过10%。

仍然有可能出现低于这个值的差异,而Susy预测的异常包括几个百分点的偏差。

近年来,在大型强子对撞机中,有可能选择数以万计的希格斯玻色子,来详细研究它们的所有特征。

如果我们对这些异常现象进行哪怕是最小的测量,就会间接地得到新粒子存在的证据。

我们将有科学证据证明新物理存在,我们也将知道在哪个能量区域寻找它。

这是我们的秘密希冀:新发现的希格斯玻色子可能是通向新物理的门户,而2012年发生的事情可能是长链中的第一个环节。

宇宙的终结

电弱真空在宇宙的演化中起着决定性的作用。

现在我们已经精确地测量了希格斯粒子的质量,在理论中不再有任何自由参数,我们可以使用标准模型和我们对量子力学的所有了解来研究它的演化。

自从我们宣布了玻色子的第一个证据以来,一些理论学家就开始问自己这样一个问题:一个125GeV的希格斯粒子能告诉我们关于弱电真空的稳定性吗?

以这种方式表述,似乎是属于专家的一个问题,但它是一个每个人都感兴趣的问题,因为它与我们宇宙的命运有关。

事实上,自发的对称性破缺在机制中起着决定性的作用,通过调节相互作用的博弈,赋予了我们周围的宇宙特定的形状。

电弱真空有许多特征可以将弱力和电磁力区分开来,我们通过很多参数来研究这些特征,其中最重要的两个参数就是顶夸克和希格斯玻色子的质量:它们是标准模型中质量最大的粒子。

了解了这些值之后,现在就可以计算出电弱真空如何表现为能量的函数了。

通过这种方式,你可以试着了解它是如何在宇宙诞生的最初时刻自我存在的,或许还可以猜测它未来的进化。

已运行的计算相当简化了。

他们假设标准模型在所有能级都是有效的,而我们知道这个假设可能是无效的。

此外,他们没有考虑到引力的作用:这是一个强有力的假设,因为我们还没有理解,在更高的能量下,最神秘的相互作用会发生什么。

然而,获得的结果非常有趣,并引发了激烈的争论,这一争论一直持续到今天。

利用顶夸克的质量和希格斯粒子的质量,可以构造出一种弱电真空状态图,即一种类似于用来定义流体(如水)物理状态的图形。

事实上,我们知道,根据压强和温度的不同,水可以是液态、固态或气态。

如果我们在正常的大气压条件下,在0?C以下,水会结冰;在0~100?C之间,水处于液态;高于100?C,水会汽化蒸发。

类似的情况也适用于电弱真空,它的状态可以作为顶夸克和希格斯粒子质量的函数来研究,这两个参数的作用类似于压力和温度对水的作用。

惊喜来了。

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