2012 年,大型强子对撞机的研究人员发现了难以捉摸的希格斯粒子,这是粒子物理学的一个里程碑。 它解决了一个非常棘手的问题,验证并允许粒子物理学的保持。
但是,就像新发现的情况一样,虽然一些问题得到了明确的回答,但其他问题却出现了。 而对于,其中一个问题是它的质量。 根据预测,该粒子的重量应该是 125 吉电子伏的三倍左右。
我们不确定为什么它没有更重,但一篇新论文提出了一个令人着迷的解决方案。 法国巴黎萨克雷大学的物理学家 Raffaele Tito D'Agnolo 和 CERN 的 Daniele Teresi 认为,如果在,宇宙由许多宇宙组成——多元宇宙。
物理学家的计算不仅解决了希格斯粒子的质量,他们还解决了标准模型中一个看似不相关的问题:保持对称性强大的力量它结合了形成所有正常物质的基本粒子。
该团队的模型将宇宙视为多个宇宙。 这个多元宇宙中的每个宇宙都有不同的希格斯玻色子质量——有些很重,有些很轻。
然后,物理学家计算了这些宇宙将如何随着时间的推移而演化。 他们发现具有较重希格斯粒子的宇宙变得不稳定,并在不到一秒钟的“大挤压”中很快崩溃。
具有较轻希格斯玻色子的宇宙得以幸存。 在这种情况下,我们的宇宙可能是灾难性多元宇宙破碎的唯一幸存者,具有非常轻的希格斯玻色子。
在这种模式下,一些奇怪的事情出现了。 强力是宇宙的基本力之一。 它将基本粒子结合在一起,称为夸克分解成质子和中子,然后将这些质子和中子结合成原子核。 因此,这对于一切事物的持续存在非常重要。
描述强力的理论称为量子色动力学。 在大多数量子色动力学模型下,强原子力不需要符合所谓的电荷宇称对称性,或者CP对称性; 但出于某种原因,他们确实这样做了。 这被称为强CP问题。
D'Agnolo 和 Teresi 发现对称的强相互作用也有助于防止紧缩。 因此,当其他宇宙消失时,轻希格斯玻色子和强相互作用力中的CP对称性的结合可能有助于我们宇宙的长期生存。
当然,这一切都非常理论化,这只是对希格斯玻色子质量的许多可能解释之一。 但它提供了探索途径,帮助解决宇宙中其他一些未解之谜。
“我们的模型之所以脱颖而出,是因为它简单、通用,并且它同时解决了这两个看似无关的难题。”你有特雷西。 “它预测了实验数据中的独特特征,旨在寻找或者中子和其他强子中的电偶极矩。”
探测希格斯玻色子并不是一件容易的事,因为它在衰变成质量较小的粒子之前的寿命约为十亿分之一秒。 物理学家试图通过研究这些质量较小的粒子来了解希格斯玻色子,但这是一项艰苦的工作。
未来的实验工作应该能够测试该团队的理论,因为他们的工作还预测了新粒子的存在。 大型强子对撞机将再次启动今年晚些时候, 关闭后2019年初用于升级。 看看会发生什么将会很有趣。
同时,该研究发表在物理评论快报。