网站建设 网站制作 网站设计 北京做网站
来无影去无踪的暗物质终于现身？物理学家大呼“万万没想到”
作者：子乾
编辑：朱步冲
近日，美国费米国家实验室公布了 新缪子（μ子）磁矩的测量结果，这立马引起了物理学界的广泛关注， 我们对宇宙构成的认知，可能因此而发生变化！
费米实验室中巨大的超导磁铁存储环，粒子加速器产生的缪子束流进入储存环后，探测器即开始记录其运动状况 | fnal.gov
为什么这样说呢？因为 追寻构成世界的基本元素，是科学史上 为悠久的问题之一。中国古人有云，一尺之棰，日取其半，万世不竭。而古希腊哲学家则认识到物质由基本的元素构成，甚至已经提出了“原子”的概念。当然，这些都是古人对于世界 原始的朴素认知，但对于探索宇宙的成分、物质的构成，人类从没有停止过。
粒子标准模型：一部物理学界的物种百科
经过众多科学先驱的努力，人们终于认识到， 宏观的物质是由微观粒子构成的，很多微观粒子是由更小的粒子构成的，若粒子无法被分解，那么我们就称之为基本粒子，这样的一门学科叫做粒子物理（也叫高能物理）。
一台上世纪60年代的范德格拉夫式静电场粒子加速器 | wikipedia.org
上个世纪是粒子物理的黄金时期，通过研究宇宙射线、建造粒子对撞机等，人们对物质的认知不断深入。从原子到电子、原子核，从质子中子再到胶子、夸克，人们发现了大量的新粒子，又不断地分解这些粒子，就像集邮一样，物理学家们甚至还为粒子的命名权而明争暗斗，比如1974年，丁肇中与另一位物理学家伯顿·里克特同时发现了一个新粒子，丁肇中想称之为“J”粒子，而里克特则选用了希腊字母“ψ”，后来科学界干脆就把这个新粒子叫做“J/ψ”粒子。
丁肇中与里克特，这次新粒子命名之争也成为现代物理学历史上一段知名公案 |Sandbox Studio, Chicago
除了基本粒子，人们对粒子之间的相互作用力也有了新的发现，除了万有引力和电磁力外，基本粒子之间还存在弱相互作用力以及强相互作用力。
随着发现的粒子越来越多，而且五花八门，粒子之间的关系也繁琐复杂。正如门捷列夫建立元素周期表一样，人们隐约觉得， 如此繁多粒子的背后，也应该有一个相似的“粒子周期表“。在这个思想指导下，标准模型横空出世！ 标准模型就像是粒子物理学家的圣经一样，对微观世界的研究，都要接受它的指导。
如果仅仅能解释已知的现象，那也难服众人。2013年，欧洲核子中心的大型强子对撞机发现了一个新粒子， 这个粒子完全是标准模型预言的粒子，也就是大名鼎鼎的希格斯粒子。这一战，标准模型就此封神！
正所谓否极泰来，物极必反。 标准模型变得完美的时候，也恰恰是其不完美开始显现的时候。时间长了，人们也慢慢地发现，标准模型似乎也不是那么“标准”。比如说，标准模型“规定”，基本粒子之一的中微子不能有质量，要以光速在宇宙中穿梭，然后实验测量发现，中微子耍了一点小滑头，它以非常接近光速的速度运动，而且有非常小的质量，不仔细看，还真发现不了这一点！这种结果让人们很不爽，如此完美的标准模型竟然不完美，但人们又无可奈何，只能接受这一点。
|
