發現“上帝粒子”隻是新的開始
“上帝粒子”的發現是“標準模型”最重要的實驗證明。但即便希格斯粒子的終於發現填補上了物理學“標準模型”的最後一塊拚圖，仍不意味著粒子物理學畫上圓滿的句號。發現希格斯粒子，隻是穩固了既有理論體係的基礎，證明了“標準模型”理論的可靠性，而在“標準模型”的基礎上，科學家尋求最終的大一統的物理理論，還有很長的路要走。這是因為，物理學“標準模型”本身也並非解釋物質世界一切奧秘的“終極理論”。盡管物理學“標準模型”解釋了電磁力和強核力之類的基本作用力，但由於引力的作用實在太過微弱，到目前為止，一切試圖將引力統一到“標準模型”內的努力都失敗了。另外，對於暗能量、中微子質量、物質與反物質不平行等領域，“標準模型”也無能為力。這些將涉及更高層麵的統一理論和更高維度、更高能量，甚至弦理論。
在“標準模型”之外，早就有科學家提出了“超對稱理論”、“弦理論”等理論，能夠解決這些“標準模型”所不能解釋的問題。比如對於引力，弦理論解釋稱，我們隻感受到了一小部分引力，引力絕大多數都作用在隱藏的其他維度之中。在對更“大一統”理論的尋求中，希格斯粒子也將起到舉足輕重的作用。對希格斯粒子量子屬性的研究，可進一步修正“標準模型”的缺陷，對新的理論的提出貢獻現實依據。研究表明，我們目前所認知的世界，大概隻占宇宙的4％，暗物質占了23％，還有73％是一種導致宇宙加速膨脹的暗能量。而希格斯粒子既可能與“標準模型”中的基本粒子相互作用，也可能會與詭秘的大質量弱相互作用粒子相互作用，形成暗物質。這在近期天文物理學研究領域裏，是很重要的論題。發現了“上帝粒子”將打開宇宙另外96％的新層麵。
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歐洲強子對撞機的主要任務
歐洲強子對撞機的主要任務是揭開以下五大科學之謎。
1.牛頓未完成的工作——什麼是質量？
質量的起源是什麼？為什麼微小粒子擁有質量，而其他一些粒子卻沒有這種“待遇”？對於這個問題，最有可能的解釋似乎可以在希格斯粒子身上找到。目前，科學家終於看到了它的廬山真麵目。
2. 96％的宇宙由什麼構成？
我們在宇宙中看到的一切——從小螞蟻到巨大的星係——都是由普通粒子構成的。這些粒子被統稱為物質，它們構成了4％的宇宙。餘下的部分由暗物質和暗能量構成，它們對於整個宇宙的構成與運行有著極其重要的作用。研究暗物質和暗能量的性質是當今粒子物理學和宇宙學麵臨的最大挑戰之一。
3.為什麼找不到反物質？
我們生活在一個由物質構成的世界，宇宙萬物——包括我們人類在內都是由物質構成的。反物質就像物質的一個孿生兄弟，但它卻攜帶相反電荷。在宇宙誕生時，“大爆炸”產生了相同數量的物質和反物質。然而，一旦這對孿生兄弟碰麵，它們就會“同歸於盡”，並最終轉換成能量。不知何故，少量物質幸存下來，並形成我們現在生活的宇宙，而它的孿生兄弟反物質卻幾乎消失得無影無蹤。為什麼大自然不能一碗水端平，平等對待這對孿生的兄弟呢？
4.“大爆炸”的秘密——物質在宇宙誕生後的第一秒呈什麼狀態？
構成宇宙萬物的物質來源於一係列密集而熾熱的基本粒子。現在宇宙中的普通物質由原子構成，原子是由原子核及繞核運轉的電子組成的。而原子核是由質子和中子構成的核子，質子和中子都是被稱之為“膠子”的其他粒子束縛誇克形成的。這種束縛非常強大，但在最初的宇宙，由於溫度極高加之能量巨大，膠子很難將誇克結合在一起。也就是說，這種束縛似乎是在“大爆炸”發生後的最初幾微秒內形成的，此時的宇宙擁有一個由誇克和膠子構成的非常熾熱而密集的混合物，也就是所說的“誇克-膠子等離子體”。 科學家將利用大型強子對撞機模擬大爆炸發生後的原始宇宙形態，分析誇克-膠子等離子體的性質。
5.空間的額外維度真的存在嗎？
根據愛因斯坦廣義相對論，人類生存的三維空間加上時間軸即構成所謂四維時空。後來的理論認為，可能存在擁有隱藏維度的空間。弦理論便暗示額外的空間維度尚未被人類觀察到，它們似乎會在高能條件下顯現出來。基於這種推測，科學家將對所有探測器獲得的數據進行仔細分析，以尋找額外維度存在跡象。
【責任編輯】蒲 暉