曙光:今年粒子物理学会有所突破吗?

作者: 正恩

来源: 原理

发布日期: 2017-02-02

2016年粒子物理学面临零结果的挑战,但2017年初科学家们在LHCb实验和中微子探测方面取得了新进展,为粒子物理学带来了新的希望。LHCb实验发现了CP破坏的新证据,而冰立方中微子探测器则在中微子研究中取得了突破。此外,钱德拉X-射线天文台的观测结果也疑似揭示了暗物质的信号。

本期待会是有所突破的一年,但2016年粒子物理学却笼罩在零结果的阴影之中。有些人为此感到焦躁不安,有些人则继续寻找实验/观测证据,有些人则静下心重新思考我们是否走错了方向。新年的头几天,或许有许多人还没缓过神来,但有一些科学家则发表了他们的最新研究进展。而他们的结果,也让我们重新看到了一丝曙光。

科学家相信在宇宙大爆炸后,有等量的物质和反物质被创造出来。但为什么宇宙中的物质要远远超过反物质?是什么造成了它们之间的不对称性?我们还不知道答案,但物理学家刚刚发现了不对称的新来源。在欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机底夸克实验(LHCb)中,科学家找到了解释我们的世界为什么是由物质构成而不是反物质的新线索。他们找到了在重子中CP(电荷-宇称)破坏的证据。

每秒钟,都有数万亿的中微子穿过我们的身体。科学家虽然知道这个事实,但却不知道它们在宇宙的演化中扮演着什么样的角色,因为它们极难被探测到。现在,位于南极洲的冰立方中微子探测器有了新发现。虽然标准模型获得了巨大的成功,但仍然有一些问题无法解释,比如暗物质的本质等。我们还不知道怎么填补标准模型的这片空白。但是中微子却给了我们一个绝妙的机会。

去年,暗物质模型遭遇了前所未有的挑战。新的发现、新的理论模型、以及对暗物质的探测不断给出了零结果,使科学家不得不开始怀疑是否根本不存在暗物质。但是,来自银河系“晕”的X-射线再次透露了疑似暗物质的信号。NASA的钱德拉X-射线天文台的最新数据显示,在特定的能量上发现了过量的X-射线,在下图中可以明显的看到凸起部分。科学家一直怀疑这个X-射线“谱线”很可能就是暗物质。

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