@ 2023.07.22 , 07:55

物理学的“粒子时代”即将结束了吗?

物理学的“粒子时代”即将结束了吗?
电弱拟合和单位三角形

2012年发现希格斯玻色子标志着粒子物理学中标准模型的完成,是粒子物理学的一个重大转折点。然而,标准模型无法回答物理学中的每个问题,因此,自从在大型强子对撞机(LHC)发现希格斯玻色子以来,物理学家一直在寻找超越标准模型的物理学,以确定未来物理学的形态。

德国亚琛工业大学理论粒子物理和宇宙学研究所的Robert Harlander和Jean-Philippe Martinez以及德国博格维希-维珀塔尔大学人文和文化研究系的Gregor Schiemann在《欧洲物理期刊H》上发表的一篇论文中,考虑了粒子物理学可能正处于粒子物理学新的发现和理解时代的想法。该论文还考虑了高能物理未来可能出现的许多情况的影响。

“在过去的一个世纪中,粒子的概念在物理学领域中被认为是基础的,”Martinez说。“随着时间的推移,它经历了重大的演变,为粒子观察打开了新的方式,从而发现了新的粒子。目前,观察粒子需要进行其在壳产生。”

Martinez解释说,如果一个粒子的质量、能量和动量以一定的方式结合在一起(E²=m²c²+p²c⁴),那么这个粒子就被称为“在壳”(on-shell)。“在今天发现新粒子的意义上,后者至少需要在实验中短暂地处于在壳状态,”他说。

在论文中,Martinez 和他的同事们认为,所有新的粒子都可能太重而无法进行在壳产生,这意味着粒子物理学将不得不经历又一个在粒子观察和甚至在粒子概念本身的进化步骤。

“粒子物理学目前正处于一个非常特殊的时代,”Martinez 继续说道。“我们仍然必须面对这样一种可能性,即我们今天所知道的粒子发现时代已经结束。我们展示了粒子物理学已经经历了许多进化阶段,我们认为下一个这样的阶段可能就在我们面前。然而,与之前的发展一样,这种变化很可能来自粒子物理学本身。”

本文译自 phys.org,由 BALI 编辑发布。

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