粒子物理学的一些最新进展

作者: 正恩

来源: 原理

发布日期: 2016-08-10

第38界高能物理国际会议(ICHEP)在芝加哥召开,物理学家关注LHC的最新结果,寻找超越标准模型的未知粒子。LUX和熊猫计划未发现暗物质,LHC未发现新粒子,但MoEDAL探测器准备寻找磁单极子,TK2实验研究中微子的对称性破缺,冰立方探测器未发现惰性中微子。

第38界高能物理国际会议(ICHEP)在芝加哥召开,物理学家都把目光聚焦在了大型强子对撞机(LHC)的最新结果上。自LHC前几年找到希格斯粒子以后,许多人都把希望寄托于升级后的它。因为粒子物理学家现在急需找到超越标准模型的未知粒子,而这些新粒子早在50年前就被各种理论预言。

为什么我们需要新粒子?自然界还有许多的秘密等待着我们去探索。为什么物质多过于反物质?为什么中微子具有质量?

为什么我们没看到CP不对称?暗物质和暗能量究竟又是何方神圣?这些问题都没有一个确定的答案。科学家并不是为了寻找新粒子而去寻找,他们需要新粒子的存在,才能解释许多现在困惑着我们的种种谜题。而有趣的是,自然喜欢隐藏自己。要么是自然隐藏的够深,物理学家只是需要再加把劲(比如提高加速器的能量,或者建造更加灵敏的探测器。);要么是物理学家寻找错了方向,他们需要重新的思考。

LUX探测器没有探测到暗物质后被关闭。不久前,世界上最灵敏的暗物质探测器LUX宣布他们没有找到任何暗物质的蛛丝马迹。几乎在同一时间,中国的锦屏地下实验室的熊猫计划也公布了他们的首结果,同样一无所获。这两个大型实验室的结果几乎可以排除了暗物质最有力的候选者大质量弱相互作用粒子(WIMPs)。

2015和2016年ATLAS的结果对比。8月5日,在ICHEP上,LHC公布了他们的最新结果。他们宣布了在去年12月发现的750GeV双光子信号增强并非来自新的粒子,而只是统计涨落的误差。

虽然没有找到新粒子,不过LHC专门设计来寻找磁单极子的探测器(MoEDAL)已经准备就绪。相较于转瞬即逝的希格斯粒子,磁单极子更加的稳定。如果磁单极子存在,那么LHC应该可以找到它们。

在宇宙大爆炸中,物质和反物质应该会完全湮灭,只剩下能量。但是我们今天看到的宇宙显然是由物质主导的,反物质几乎完全消失了。解释这一问题的关键在于“对称性破缺”。而中微子的奇异行为或许是这个谜题的关键之处。

8号,位于南极的冰立方粒子探测器(IceCube)团队宣布:对惰性中微子的探索仍旧是一片空白。我们知道中微子有三种,而惰性中微子则被认为是第四种中微子。之所以被称作“惰性”是因为它不与物质本身相互作用。因此我们只能通过其它三个中微子在相互转换的过程中寻找它。

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