大型强子对撞机能在未来几年内带来更加伟大的发现


大型强子对撞机能在未来几年内带来更加伟大的发现

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 。
大型强子对撞机能在未来几年内带来更加伟大的发现

“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
(报道)据新浪科技(任天):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(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?。坏杂诎滴镏?,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 。
【大型强子对撞机能在未来几年内带来更加伟大的发现】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 。