解开暗物质之谜就靠它了 科学家

站长搜索（www.adminso.com）：科学家：解开暗物质之谜就靠它了 据国外媒体报道，2012年，希格斯玻色子的发现令整个科学界欢呼不已。在粒子物理学的标准模型中，希格斯玻色子是其他粒子质量的来源

站长搜索（www.adminso.com）：科学家：解开暗物质之谜就靠它了

据国外媒体报道，2012年，希格斯玻色子的发现令整个科学界欢呼不已。在粒子物理学的标准模型中，希格斯玻色子是其他粒子质量的来源。它的发现，是欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机(Large Hadron Collider，LHC)最令人瞩目的成就，也是对这座世界最大粒子加速器的最好认可。近日有科学家称，我们完全有足够的理由期待，大型强子对撞机能在未来几年内带来更加伟大的发现，或许能解开历史上最重要的一个谜题。

▲莫妮卡・邓福德博士一直在瑞士的欧洲核子研究中心从事研究工作，直到2013年。他直接参与了2012年希格斯玻色子的探测项目。欧洲核子中心的大型强子对撞机(图中显示部分)埋在法国与瑞士边界一个长度为27公里的地下管道中，位于侏罗山脉脚下。

▲“我最感兴趣的事情之一是创造和发现暗物质，”莫妮卡・邓福德博士说，“从对宇宙的测量中我们知道，宇宙的25%是暗物质，但我们根本不知道暗物质是什么。”这是一张对宇宙中暗物质的想象图

▲莫妮卡・邓福德博士原本来自美国加利福尼亚州，如今是德国海德堡大学的研究人员。直到2013年之前，她都在瑞士的欧洲核子研究中心工作，是广受好评的纪录片《粒子狂热》(Particle Fever)中描述的六位科学家之一。

▲寻找希格斯玻色子是大型强子对撞机的最初目标之一，因此越接近发现的时刻，欧洲核子研究中心的气氛就越紧张。上图描绘的是紧凑μ子线圈(Compact Muon Solenoid，CMS)实验中的质子碰撞，用来探寻希格斯玻色子。

▲20世纪60年代，英国物理学家彼得・希格斯(Peter Higgs)博士将希格斯玻色子理论推进了一大步。这种粒子被描述为标准模型中“缺失的一块”。

▲在探寻希格斯玻色子的过程中，包括斯蒂芬・霍金在内的一些科学家，实际上是支持不要发现发现这种粒子。2013年，有报道援引霍金的讲话称，如果希格斯玻色子没有被发现，那事情就会变得“更加有趣得多”，因为这将使新宇宙理论的出现成为可能。

莫妮卡・邓福德(Monica Dunford)博士来自美国加利福尼亚州，现在是德国海德堡大学的研究人员。直到2013年之前，她都在瑞士的欧洲核子研究中心工作。她是广受好评的纪录片《粒子狂热》(Particle Fever)中描述的六位科学家之一。该纪录片记述了2008年在欧洲核子研究中心利用大型强子对撞机进行的第一轮实验，正是这些实验催生了2012年希格斯玻色子的发现。

发现希格斯玻色子是大型强子对撞机(LHC)的最初目标之一，但属于LHC最重要的时刻或许正要来临。“我最感兴趣的事情之一是创造和发现暗物质，”莫妮卡・邓福德博士说，“从对宇宙的测量中我们知道，宇宙的25%是暗物质，但我们根本不知道暗物质是什么。如此巨大的一部分，你却完全不知道是由什么组成的。我们或许能通过衰变产物制造出一种暗物质的候选粒子。如果能在LHC中把它制造出来，那就将在天文学测量和实验室产物之间建立起极大的联系。”

对于这是否将是LHC迄今为止最为重要的发现，她说：“我个人认为是的。这将是一个比希格斯玻色子更为伟大的发现。对于希格斯玻色子，我们已经有了非常坚实的理论预测基础；但对于暗物质，我们并不知道它会是什么样子。”

她补充说：“我们已知的粒子中没有能够解释暗物质的，更不用说暗能量了。所以，如果我们能直接在LHC中制造出暗物质粒子，那将是我们了解宇宙组成道路上的一大步。”

莫妮卡・邓福德博士于2006年来到欧洲核子研究中心，参与了这一世界最大粒子加速器的最初建立和发展。“一开始我们在建造探测器，”她说，“当时真是很棒，虽然压力很大，但感觉很好。我们的核心团队大概有几百人，日夜工作。”

在经历了最初阶段之后，研究团队开始对探测器获得的数据进行分析，相比之下这些工作就没那么有趣了。“一开始，在希格斯玻色子还没有被发现的时候，我们的工作压力很大，”莫妮卡・邓福德博士接着说，“我们有着一大堆的数据，人们常常在问‘它在那里吗？我们能看到它吗？’到了宣布结果的2012年，这种压力达到了白热化。我觉得，在我的职业生涯中肯定不会再有第二次这样的时刻了。”

希格斯玻色子的发现不仅是物理学的重大突破，而且也是对耗资91亿美元建设和维持大型强子对撞机的回报。然而，当时包括斯蒂芬・霍金在内的一些科学家，实际上是支持不要发现这种粒子的。

2013年，有报道援引霍金的讲话称，如果希格斯玻色子没有被发现，那事情就会变得“更加有趣得多”，因为这将使新宇宙理论的出现成为可能。莫妮卡・邓福德博士对此表示，即使没有发现希格斯玻色子，物理学也会同样有趣。“自然就是自然，”她说，“我们在努力揭开它的奥秘。我们认为希格斯玻色子存在，但如果自然界中存在不同的东西，那可能反而更好。我们就要重新回到绘图板之前。但这并不能称之为失败，没有看到任何东西也同样令人振奋，只是对于理论研究的同事们来说，这意味着更多的工作。”

目前，我们还不知道大型强子对撞机发现暗物质的概率能有多大。许多理论，特别是标准模型都预测了暗物质的存在。如果大型强子对撞机无法发现它，那我们可能还需要建造更大的仪器。

2015年，LHC中两个质子束对撞的能量将增加为原来的两倍，达到13TeV，这在粒子加速器中是空前的。莫妮卡・邓福德博士称，这将为发现新粒子带来“极大的潜力”，特别是对暗物质的探索，甚至是其他我们目前还未知的粒子。无论未来如何，LHC已经证明了国际合作能带来多么伟大的成就。欧洲核子研究中心是一个非常国际化的组织，科研人员为了同样的目标在努力工作。莫妮卡・邓福德博士希望，随着媒体的关注度不断提高，公众能切实感受到到基础物理学的重要性。