科学探索|希格斯玻色子阻止了宇宙的崩溃?还暗示存在多元宇宙?( 二 )
两位研究者引用了一个称为“多元宇宙”的理论 , 该理论源于宇宙暴胀的理论 。在暴胀理论中 , 宇宙在大爆炸早期经历了一段极度膨胀的时期 , 每十亿分之一秒体积就翻倍 。
物理学家们并不确定是什么驱动了暴胀过程 , 也不知道该过程是如何开始的 , 但这一基本观点衍生了一个结论 , 即我们的宇宙从未停止过暴胀 。相反 , 所谓的“我们的宇宙”只是一个更大的宇宙的一小部分 , 这个宇宙不断快速膨胀 , 不断冒出新的宇宙 , 就像浴缸里不断产生的泡泡一样 。
在这个“多元宇宙”的不同区域 , 会有不同的希格斯玻色子质量值 。研究人员发现 , 具有较大希格斯粒子质量的宇宙在有机会成长之前 , 就会发生灾难性的坍塌 。在多元宇宙中 , 只有那些拥有较低希格斯玻色子质量的区域能够存活下来 , 并拥有稳定的膨胀率 , 继而导致星系、恒星、行星的出现和发展 , 并最终造就了人类和探索希格斯玻色子的高能粒子对撞机 。
为了使一个具有不同希格斯粒子质量的多元宇宙成为可能 , 研究小组不得不引入另外两种粒子 。这些粒子将成为标准模型的新成员 。这两种新粒子的相互作用决定了希格斯玻色子在多元宇宙中不同区域的质量 。此外 , 这两种新粒子还具有其他的作用 。
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大型强子对撞机是世界上最大的粒子加速器 , 位于法国和瑞士边界的地下 , 是一个长达27公里的环形建筑 。
测试时间到了
两位研究者新提出的粒子改变了强相互作用 , 导致了自然界中存在的电荷宇称对称性 。它们的行为很像轴子——另一种假想的粒子 , 用来解释强相互作用的本质 。
新粒子的作用也不局限于早期宇宙 。它们可能还存在于今天的宇宙中 。如果其中某种粒子的质量足够小 , 它可能就不会被加速器实验发现 , 而是继续漂浮在太空中 。换句话说 , 这些新粒子中的一种可能会导致暗物质的产生 。
从这个角度来说 , 这是一个非常大胆的提议 , 可以解决粒子物理学中两个最大的挑战 , 并解释暗物质的本质 。但是 , 解决这些问题真的能这么简单吗?尽管这个理论很优雅 , 但它仍然需要验证 。该模型预测了暗物质具有一定的质量范围 , 这是未来寻找暗物质的实验——如地下设施“超低温暗物质搜寻计划”(Super Cryogenic dark matter Search)——可能会确定的 。此外 , 该理论还预测 , 中子内部的电荷应该存在一个微小的 , 但潜在可测量的不对称性 , 这与标准模型的预测不同 。
遗憾的是 , 我们还得再等一段时间 。每一项测量都需要数年甚至数十年的时间 , 才能有效地排除或支持这一新的观点 。(任天)
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