国外粉碎机研究现状论文

科学家可能有一种新的方法来窥视物理学中的“黑暗世界”。

在一篇新的论文中，理论物理学家说他们有一个新的计划来寻找迄今为止从未观测到的理论粒子。这些被称为长寿命粒子（LLPs）的粒子可能是进入暗物质和暗能量的窗口，暗物质和暗能量共同构成了宇宙的95%。暗物质对普通物质产生引力，而暗能量被认为会导致宇宙膨胀加速。但两者都无法直接观察到，因为它们与宇宙发光物质之间的任何相互作用都是微弱的，马里兰大学博士后研究员刘振（音译）说，

“它们不跟我们说话，”正在制定新计划的研究人员之一刘振说，告诉现场科学。

但是LLPs可能为黑暗世界提供一种与较轻的世界交流的方式。刘和他的同事们相信，通过调整世界上最大的原子加速器，瑞士日内瓦附近的大型强子对撞机（LHC）中的一些探测器，物理学家也许能够找到它们。[关于暗物质的11个最大的未解问题]

也被称为“暗区”，描述了一组超越标准物理模型的假设粒子。（标准模型解释了质子、中子、电子以及伴随它们的所有奇怪的亚原子粒子，如夸克、μ子、中微子和希格斯玻色子。）

如果所有的“正常”物质都在一个山谷中，那么暗世界就在一个山脊上的平行山谷中，刘说。攀登那条山脊需要巨大的能量，所以黑暗世界山谷中的粒子相互之间相互作用强烈，但只与山的另一边的粒子有轻微的相互作用。但是一些粒子可能能够通过一个叫做量子隧穿的过程，从黑暗世界穿过能量屏障进入我们通常遇到的那个世界。这些粒子可能不是稳定粒子（如质子或中子）的暗物质等价物，但可能更类似于更不稳定的标准模型粒子。

研究人员感兴趣的是那些隧穿粒子。但这些粒子，如果存在的话，是罕见的，连涛望说，他是芝加哥大学的理论物理学家。大型强子对撞机以令人眩晕的速度相互发射质子，每秒产生10亿次碰撞。这些碰撞将质子破碎成大量已知的标准模型粒子。对于寻找隐藏区域的科学家来说，所有这些粒子都只是噪音。王说，他们感兴趣的粒子在十年内可能只出现几次。

王和他们的同事刘佳是这篇发表在4月3日《物理评论快报》杂志上的新论文的作者，他们提出了一种方法来捕捉这些稀有粒子。

都可以归结为时间安排。王说，与大型强子对撞机大量制造的标准模型粒子相比，llp应该是巨大而笨重的。刘翔说，他们之所以行动迟缓，是因为他们必须克服巨大的能量障碍，才能给世界留下正常物质的印象。但对于物理学家来说，它们蜗牛般的速度也是一个有用的特征。大型强子对撞机中的大多数基本粒子以光速运动并迅速衰变。例如，希格斯玻色子在10到22秒内消失，变成一组更稳定的粒子。[照片：世界上最大的原子粉碎机（LHC）]

LLPs，虽然，应该活得慢-高达十分之一秒，王说。它们的速度也比光速慢。因此，调整大型强子对撞机的探测器以寻找到达探测器晚的粒子应该是检测它们的关键。

“这是一个非常简单的想法，”王说，“但结果却出奇的有效。”

其中的一些调整自然会随着大型强子对撞机的升级而来，w刘翔说，目前正在进行中。他说，粒子对撞机将于2021年再次开启，探测器将能够比目前更精确地测量粒子到达的时间10倍。他说，从那里开始，这只是几个软件调整的问题，以利用大型强子对撞机的能力，并确保使用对撞机的实验物理学家优先进行搜索。现在，王和刘说，他们和他们的实验同事正在开一系列的会议，以确保每个人都在同一个页面上。

“它会发生，”刘说。

最初发表在《生命科学》上