科学家提出未来20年粒子物理学研究框架

由美国物理协会组织的斯诺马斯夏季研究会于7月28日到8月6日召开，会上来自100所大学和实验室的近700位粒子物理学家经过9天的密集讨论，最后以一个统一的框架来总结。这一框架规划了物理学家如何在未来20年里揭示隐藏在物质、能量、空间与时间背后的秘密。
　　
　　在过去两年中，物理学家在理解宇宙基本法则方面取得了非凡进步，但在有关宇宙性质的很多方面依然觉得困惑。比如中微子的基本属性、暗物质和暗能量的所有性质等等问题至今仍保持神秘。而在去年7月发现与希格斯玻色子高度近似的新粒子并不断加深确认后，物理学家们提出了一个粒子物理学未来研究工作的20年展望，包括了今后要研究的宇宙问题框架。
　　
　　以下是问题简述：
　　
　　（1）希格斯粒子与人们迄今为止所遇到的任何其他粒子都不同，它为何会不同？还有更多的不同之处吗？
　　
　　（2）中微子非常轻、难以捉摸而且会在飞行中改变身份。怎样使这些特性符合我们对自然性质的理解？
　　
　　（3）已知粒子占了宇宙中所有物质的1/6，剩下来的是暗物质。但它究竟是什么？我们能在实验室里探测到这些粒子吗？自然界还有其他未发现的粒子吗？
　　
　　（4）自然界已知有四种力，它们能否统一成一种力的形式？还有其他科学家未曾预料的新力吗？
　　
　　（5）时空中是否存在隐藏的新维度？
　　
　　（6）大爆炸产生了物质和反物质，但我们今天的世界只由物质组成，为什么？
　　
　　（7）宇宙的膨胀为何会加速？
　　
　　“在粒子物理学领域有许多能量，也有大量的观点，”美国物理协会粒子与场分部主席乔纳森·罗斯纳说，“在过去的一年来，我们发现了希格斯玻色子，并在研究中微子行为上取得了重要成果。但还有更多秘密等着发现。我们对宇宙物质和能量掌握的还不到5%，而在未来20年里，将有什么实验来帮助我们拓展这些知识呢？”
　　
　　此外，会议报告也反映了科学家们的下一代观念，包括了对研究生、博士生和该领域年轻科研成员的调查结果，而他们将成为粒子物理学界的中流砥柱。“我们对近1000名年轻科学家进行了调查。”美国锡拉丘兹大学研究人员乔纳森·阿萨迪说，“斯诺马斯进程还在计划下一代实验，其中许多长达10年之久。今天的决定将造就未来年轻科学家的职业，从现在开始他们将执行这些实验。”
　　
　　最终报告将于今年秋季公布，将详细解释每个问题的科学重要性，以及探索这些问题所需的科学仪器。会议报告将为粒子物理学项目优选小组（P5）提供决策参考，开发战略性计划并为美国能源部和国家科学基金会提供建议。
　　
　　来源：科技日报