經過改造的大型強子對撞機（LHC）是一種巨大的地下原子粉碎機，能夠以接近光速的速度發射粒子，兩年後於本週末重新啟動。
大型強子對撞機已經徹底改變了物理學，發現了。現在，改良後的粒子粉碎機比以前強大 60%，它有望再次改變我們對宇宙的了解。
倫敦大學學院物理學教授喬恩·巴特沃斯 (Jon Butterworth) 在一次演講中表示：“對於一名物理學家來說，現在是一個非常激動人心的時刻。”週邊研究所公開講座4 月 2 日討論下一次大型強子對撞機運轉。
巴特沃斯解釋了大型強子對撞機再次加速時可以幫助解決的物理學中一些最大的謎團：
1. 超對稱性
希格斯粒子是粒子物理學主導理論預測的最後一個粒子：。科學家很早就知道這是一個不完整的理論儘管。
超對稱性預測標準模型中的每個粒子都存在一個尚未發現的夥伴粒子。新的和改進的大型強子對撞機將向彼此發射質子進行正面碰撞，產生充滿奇異亞原子粒子的熾熱雲。物理學家希望他們能看到這些證據超對稱粒子在高速碰撞的雲層中。
霧霾是天文學家對暗物質在這個星系團中位置的解釋。影像：美國太空總署和歐空局
2.
一種神秘的、看不見的、迄今為止未被發現的物質構成了我們宇宙的四分之一以上。它被稱為暗物質，它的發現對於物理學來說與希格斯玻色子的發現一樣重要。
「當你觀察一個星系時，你只能看到其質量的一小部分，」巴特沃斯說。其餘部分則與暗物質有關。
但仍然沒有直接或觀察證據表明它的存在。物理學家知道它不是由我們已知的任何類型的粒子組成的。超對稱性預測的粒子之一是暗物質粒子的完美候選者。物理學家認為它一定是一個非常重的粒子，需要非常強大的碰撞（這就是為什麼我們在第一次大型強子對撞機運行中沒有看到它）並且它與其他粒子的相互作用很弱（這就是為什麼我們無法觀察到它）它）。
3.
物理學告訴我們，每個粒子都有一個反粒子夥伴。這意味著應該產生等量的物質並且反物質，巴特沃斯說。
物理學家已經證明，只要物質和反物質接觸，它們就會互相消滅。但如果大爆炸產生了等量的物質和反物質，這是否意味著宇宙會自我毀滅？物質似乎比反物質多很多，但物理學家不知道為什麼。
所有反物質都是 MIA，大型強子對撞機將更深入研究物質和反物質粒子，試圖解開這個謎團。
藝術家對重力波的想像。影像：美國太空總署和歐空局
4. 重力
「很明顯，重力不適用於標準模型，」巴特沃斯說。
我們所知道的任何粒子都不能代表重力。一些物理學家認為存在重力粒子（稱為“引力子”），我們可能會在新的改進的大型強子對撞機中找到它的證據。
有些物理學家甚至有一個瘋狂的理論，認為來自宇宙的引力正在滲透到額外維度我們看不見，但我們會在微觀中找到證據它可能會在大型強子對撞機中突然出現並幾乎立即消失。
5.
當宇宙學家發現宇宙仍在膨脹，並且繼續以越來越快的速度膨脹時，這標誌著該領域的革命。
這也導致了重力的另一個問題。如果引力存在，那麼一定還有其他力量在推動宇宙的快速膨脹。物理學家將這種力量稱為暗能量，但我們對此知之甚少。
有些人認為它與超對稱性有關，大型強子對撞機中更快、更強大的粒子碰撞可能會揭示一些見解。
巴特沃斯說，更多地了解暗能量將「有望引發引力和量子力學的革命」。
大型強子對撞機需要幾個月的時間才能達到最大功率，但當它達到最大功率時，我們可能會找到一些顛覆所有物理學的東西。
本文原刊於商業內幕。
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