这个粒子犹如万能钥匙

发布时间：2023-04-26 12:32:28 所属栏目：外闻来源：

导读：德国物理学家弗洛里安·格尔茨明白这并不是警方所能侦破的案件，但他仍在不耐烦地等待着回应。不过，这里的“911”不是指美国的报警电话号码，而是位于大型强子对撞机北部的一座建筑的编号。

要想

德国物理学家弗洛里安·格尔茨明白这并不是警方所能侦破的案件，但他仍在不耐烦地等待着回应。不过，这里的“911”不是指美国的报警电话号码，而是位于大型强子对撞机北部的一座建筑的编号。

要想了解这种粒子，首先我们要了解什么是粒子。大多数时候，我们可以把粒子想象成微小的弹珠，在空旷的空间里撞来撞去，或者被束缚在固体内部。然而，如果我们想要理解它们的行为，这种观点必须抛弃。相反，我们最好把宇宙想象成一个充满电磁场、电子场、质子场等各种波动场的地方，而我们所熟悉的粒子，就是这些场在微小尺度上的一种扰动。例如，电磁场会产生光子，电子场会产生电子，质子场会产生质子，等等。

理论学家经常提出各种场来解决许多基本物理学问题。每一种场都会产生一种新的粒子，要想证明这种场的存在，就需要通过实验来找到所产生的新粒子。希格斯场和希格斯玻色子就是一个典型的例子。希格斯场最初是在1964年提出的，主要用来解释弱核力的作用范围为何较短，以及基本粒子如何获取质量等问题。不过，科学家发现希格斯玻色子花了将近50年的时间。

另一些理论就比较吝啬了。例如一种被称作“SMASH”的理论，要通过添加6个新粒子来解决5个物理学谜团。但对于格尔茨和他的同事来说，即使这样也太浪费了。他们提出只需要一种新的假想粒子就可以了，这个新的粒子如同一把万能钥匙，能同时解开物理学中五个大问题。

把轴子和味子结合起来，还有更多的好处。自上个世纪70年代末以来，物理学家一直坚信宇宙在大爆炸后不久经历了一段急速的膨胀时期，并称之为“爆胀”。暴胀子可能是由一种被称为“暴胀子”的粒子引发的，一些物理学家早就推测，暴胀子可能是轴子或微子。

此外，当前最热门的暗物质粒子候选者是所谓的“大质量弱相互作用粒子”，它是一种假想的大质量粒子，只通过弱相互作用和引力产生作用。研究人员正不遗余力地寻找这种暗物质粒子，但目前一无所获。于是，一些物理学家认为，暗物质粒子也可能是轴子，并建议把注意力更多地放在轴子身上。

知道新的粒子可能隐藏在哪里，是一件很棘手的事情。我们能使用的一种最强大的探测手段，就是对称性——即使某物的位置、方向或角度发生了改变，其外观和行为仍然是相同的。例如，一个圆具有对任意角度的旋转对称性，即圆对称性，而一个正方形不具有圆对称性——当你把它旋转90度的倍数时，它看起来是一样的，但以其他任何角度旋转时，它看起来就不一样了。

另一个重要的对称性是时间反演对称性，简称“T对称”。想象一下，你在电视上看斯诺克比赛的录像时，你看到一个台球撞向桌边然后弹走。你按下倒带键，你现在看到台球开始反过来向桌边移动。撞到桌边后,再反弹回到原来的位置,如果没有达到原来的位置,那这会破坏时间反向对称。

第三种基本对称是匀称对称性，简称“P对称”。这一次，在观看斯诺克比赛时，你可以通过一面镜子来观看，但如果镜子中台球撞到桌边的角度与屏幕中的不一样，那么这就打破了宇称对称性。

我们可以把这些对称性结合起来，看看是否有什么有趣的东西出现。有时，一个系统可能会违背其中的某一个对称，但如果同时做多个对称变换的话，那么它有时仍可以维持原样。例如，一个粒子可能不遵守C对称或P对称，但如果对应的粒子看起来就像是它在镜子中的影像的话，那么我们可以说它遵守“CP对称”。

（编辑：汽车网）

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