據(jù)美國趣味科學(xué)網(wǎng)站24日報道，美國科學(xué)家近日撰文稱，對目前世界上最大的粒子對撞機(jī)——大型強子對撞機(jī)(LHC)進(jìn)行微調(diào)，將有助于他們尋找迄今從未被觀察到的理論粒子——“長壽粒子”(LLP)，從而進(jìn)一步了解暗物質(zhì)和暗能量。
馬里蘭大學(xué)博士后研究員劉真(音譯)說，暗物質(zhì)和暗能量構(gòu)成了宇宙總質(zhì)能的95%。暗物質(zhì)對普通物質(zhì)施加引力，暗能量被認(rèn)為會導(dǎo)致宇宙加速膨脹，但兩者都不能被直接觀察到，因為它們與普通物質(zhì)的相互作用非常微弱。但LLP可能是管窺暗物質(zhì)和暗能量的一個“窗口”，對LHC內(nèi)的一些探測器進(jìn)行微調(diào)，將幫助物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)LLP。
劉真解釋說，“暗黑世界”里的成員是一些超出物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的假想粒子。如果普通物質(zhì)在一個山谷中;那么“暗黑世界”就在另一個山谷中。爬過山脊需要大量能量，但“暗黑世界”里有些粒子或許能通過“量子隧穿”，進(jìn)入普通世界。這樣的粒子可能不是像質(zhì)子或中子那樣的穩(wěn)定粒子，而更類似于標(biāo)準(zhǔn)模型中不穩(wěn)定的粒子。
研究人員對這些“隧穿”粒子非常感興趣，但芝加哥大學(xué)理論物理學(xué)家王連濤(音譯)表示，如果這些粒子存在的話，它們也很罕見，可能十年內(nèi)只出現(xiàn)幾次。
王連濤說，發(fā)現(xiàn)它們?nèi)Q于時機(jī)。與LHC內(nèi)大量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)模型粒子相比，LLP應(yīng)更大且速度緩慢——因為它們必須克服巨大的能量障礙才能進(jìn)入普通世界。且LLP應(yīng)更“長壽”，在十分之一秒內(nèi)才會消失;相比之下，希格斯玻色子在10-22秒內(nèi)消失，轉(zhuǎn)變成一組更穩(wěn)定的粒子。此外，它們的行進(jìn)速度也比光速慢。因此，對LHC的探測器進(jìn)行調(diào)整，讓其發(fā)現(xiàn)“遲到”的粒子應(yīng)該是檢測到LLP的關(guān)鍵。
劉真說，其中一些調(diào)整將隨著LHC目前正在進(jìn)行的升級自然到來，LHC將于2021年再次啟動，屆時，探測器將能比現(xiàn)在精確10倍地測量粒子的到達(dá)時機(jī)，此外，還需要對軟件進(jìn)行一些調(diào)整。(劉霞)
關(guān)鍵詞： 大型強子對撞機(jī) 長壽粒子
