在7月4日上午5点，Flip Tanedo在一个小时反复拍打闹钟的贪睡按钮后滚下床。他希望，在黎明时闲逛将是值得的，因为他将要听到的声音可能对他的职业生涯有很大的影响。
塔尼多（Tanedo），五年级理论物理学博士康奈尔大学（Cornell University）的候选人调查了日内瓦（Geneva）的现场视频供稿，并在与世界上最大的粒子加速器合作的物理学家中专心地倾听了一个重要的发现。来自大型强子对撞机的数据揭示了看起来很像长期以来的希格斯玻色子。成千上万的物理学家努力长达数十年的努力的产物，该发现巩固了粒子物理学的主要理论，即标准模型。希格斯粒子证实了渗透到宇宙的场的存在，在让光子和其他无质量颗粒散发出质量的某些亚原子颗粒中，不会通过不受阻碍。
即使从4,000英里之外，这种兴奋也是显而易见的。两个小时前，当发现正式宣布时，数百名通过超过一千万亿粒子碰撞的噪音筛选了筛选的实验者，以识别出进入持续掌声的希格斯，这与粒子物理学家一样持久。英国物理学家彼得·希格斯（Peter Higgs）在1964年提出了现在以他的名字的粒子，摘下了眼镜，擦掉了眼泪。
当Tanedo在屏幕上分享了同事的热情时，他也有一种不安的感觉。作为理论家，他的工作是推测宇宙的内部运作。理论家喜欢提出新的粒子和力的存在，但是它们的理论必须与过去实验的发现一致。这使得像猫薄荷一样的预期偏差到理论家 - 有机会提出新颖的解释。
但是，随着日内瓦的每个新发言人，逐渐变得很清楚，这对粒子动物园的最新添加并不令人惊讶。实验工作似乎完全符合现有理论。 “直到谈话结束后的几个小时，我才开始思考，'好吧，我们下一步是什么？'塔尼多说。
这是许多理论物理学家现在在问自己的问题。宣布这一消息后，最新的分析证实了Higgs的玻色子，它就像Tanedo最初担心的那样。
在确认20世纪物理学的冠冕理论成就时，LHC确实做到了它的设计。但是塔尼多和其他理论家已经牢牢地追求了更高的目标。尽管标准模型在极大地解释了决定我们周围世界大部分地区的颗粒和力量，但它忽略了重力，并且与爱因斯坦的一般相对论理论并没有融合。标准模型根本无法解决很多：例如，星系内和之间的暗物质，以及越来越多地伸展宇宙的暗能量。从本质上讲，即使是完整的标准模型也不完整，描述了这些内容，这些内容共同构成了宇宙中质量能量含量的5％。其余的是一个谜。
科学家曾希望，这个神秘的线索 - 或至少暗示了如何开始解决它 - 可能会从LHC砸碎的质子的碎片中出现。一些人期望机器检测到暗物质的颗粒。其他人则认为它可能会发现额外的尺寸或超对称性的证据，这是一种流行的理论，可以预测沉重的颗粒。理想情况下，发现亚原子弹片中的意外情况将使理论物理学家能够将标准模型扩展到更强的理论中，从而更充分地解释宇宙的工作原理。
然而，在经过三年的碰撞后，LHC关闭了两年的维修，但它尚未揭示出一个惊喜。在过去的一年中，其他强化物理实验增加了伤害，也未能透露任何真正异国情调的东西。至少暂时，大自然的秘密令人沮丧。物理学家现在正在基于经过改进的理论和一些奇特的线索，这些线索在少数实验中弹出以推进标准模型。塔尼多说：“它逐渐变得越来越清醒。”
所有人都知道了
这不是第一次在物理学上的理论发展视野看起来有些朦胧和遥远。根据物理知识的说法，1900年英国物理学家凯尔文勋爵说：“现在没有什么新的东西可以发现。剩下的一切都是越来越精确的测量。”尽管关于他是否真的说过这句话，但物理学家在谈论该领域的困难时经常使用该报价。
开尔文（Kelvin）可能会觉得，牛顿的重力定律和詹姆斯·麦克斯韦（James Maxwell）的电力和磁性方程式之间，科学家几乎已经弄清楚了物理定律。但是，开尔文确实提到了两个小“云” - 奇怪的现象与看似铁克的物理定律并不完全融合。一个是，有些物体似乎以出乎意料的方式辐射能量。另一个是以太的未知成分，以太的神秘物质被认为可以使光穿过宇宙。几十年来，解释了这些云的理论 - 量子力学和爱因斯坦的相对论理论 - 完全改变了物理学，并取代了以前的，据称是坚固的法律。
在LHC碰撞发生在2009年11月开始之前，物理学家还没有准备好将自己的困境与开尔文的困境进行比较 - 在很大程度上是因为他们仍然没有见过希格斯。
到去年7月4日的大型宣布，LHC发现了数十万higgs玻色子在数千万亿质子碰撞中产生的数十万个。加利福尼亚大学尔湾分校的理论物理学家蒂姆·泰特（Tim Tait）说：“实验者做得很好。” “我认为LHC不会早点发现希格斯。”
但是像塔尼多一样，泰特看见他消化了发现的细节后，他的兴奋开始消失。他曾希望希格斯玻色子与标准模型的预测会有所不同 - 也许它会更大，或者也许会腐烂成一个奇怪的粒子。但是早期的结果清楚地表明，希格斯玻色子看起来就像标准模型所说的那样。它的质量为125 gigaelectronvolts，给出或服用巨型巨头，并以可预测的速率腐烂到其他粒子，例如W和Z玻璃体。希格斯似乎确实腐烂了出乎意料的光子数量，但是该测量值太过初步了，无法得出任何确定的结论。
物理学家在7月4日的演讲中进行了安全的效果，称新的发现像希格斯一样的粒子，但即使他们知道他们已经抓住了一个希格斯玻色子，具有标准模型预测的所有特征。 LHC的CMS探测器发言人，加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校的物理学家约瑟夫·英德拉（Joseph Incandela）说：“我们已经将其称为希格斯。” “与公众在一起，我们更加保守。”
在过去的一年中，证据变得压倒性。去年7月的CMS检测处于统计显着性的阈值，即确定性的五个sigma水平，现在约有10个Sigma。质量是一个更明确的125.7 GEV，并且经过更多分析后，奇怪的光子测量结果退缩。
此外，CMS或其他检测器都没有发现任何新的基本颗粒的暗示。将平淡的希格斯粒子与LHC缺乏其他新发现结合在一起，突然之间，粒子物理状态看起来像在凯尔文勋爵时代时期一样可怕。泰特说：“我们理论的非凡成功实际上使我感到不舒服。”
超对称性不显示
长期被接受的标准模型可能取得了非凡的成功，但是对于扩大其缺点并解决其缺点的其他理论尝试并非如此。塔尼多（Tanedo）花了很多时间在研究生院工作，从事超对称性的工作，这是一系列理论，表明每个基本的亚原子粒子都有一个较重的兄弟姐妹，称为Superpartner。
这些巨大的颗粒中的一些很少与光或其他颗粒相互作用，从而使它们成为暗物质的绝佳候选者。超对称性还整齐地插入了弦理论，这是物理学家对结合量子力学和一般相对论的一切理论的最佳尝试。塔尼多说：“超对称性似乎只是想被内置在物理中。”
最引人注目的超对称理论是在1990年代提出的，但塔尼多说，LHC被认为是能够创建预测的质量颗粒的第一台机器（碰撞越有能力，您可以产生的颗粒越大）。因此，LHC的首次亮相似乎是一个有抱负的理论家的绝佳时机。塔尼多说，物理学家公开谈论了LHC发现新粒子，额外的尺寸甚至微型黑洞。塔尼多说：“您听到了全新边界的所有承诺。”但是经过三年的LHC碰撞，大多数超对称理论都被扔进了垃圾中。这些碰撞应该至少产生一些超级球员颗粒，但没有出现。塔尼多说：“寻找新物理学并不像打开LHC那样简单，正如我们中一些人所相信的那样。” “我们仍然有合理的希望和梦想，但是人们开始流汗。”
唯一尚未完全排除的超对称理论在新的LHC结果中包含了许多凌乱的工作。例如，现在为希格斯玻色子（Higgs Boson）预测四个超级球员的理论现在预测了五个。四方理论很容易从超对称性的数学基础中得出，而五个伴侣的理论则需要尴尬的调整，这使大多数理论家不舒服。美白拉说：“结果使许多最迷人的超对称模型倒闭了。” “他们迫使理论社区真正思考发生了什么。”
与LHC相关的物理学家并不是唯一担心的物理学家。在过去的一年中，多个大预算的物理实验，例如普朗克卫星（SN：4/20/13，p。 5）和α磁光谱仪（SN：13年5月4日，p。 14）宣布的结果可能揭示了有关暗能量和暗物质的线索。他们说，每个人都回应了LHC的：我们的结果非常精致。这些乐器按计划进行。数据对标准模型提供了前所未有的约束。
但是没有新物理学。这种陈述通常是在某些变化之后：“自然很固执。”
希望在黑暗的东西中
对大自然固执的挫败感使泰特回望开尔文寻求灵感。开尔文描述的那些云 - 似乎很小的，无法解释的结果导致了少数实验 - 最终导致了现代物理学的两个支柱。尽管LHC尚未带来令人惊讶的巨大云，但泰特和其他物理学家却焦急地跟随了一系列无法解释的发现，他们希望这些发现会变成雨云。
泰特（Tait）的目光旨在解决暗物质的奥秘。由于暗物质似乎是集中在星系中和周围周围的实际物质，因此物理学家认为它是由未发现的颗粒组成的。理论家提出了各种可能构成暗物质的新颗粒，包括超对称性和称为轴的低质量颗粒预测的弱相互作用的巨大颗粒（WIMP）。
同时，其他希望直接检测到暗物质颗粒的实验提出了初步且经常令人困惑的结果。 4月，物理学家宣布，一个古老的铁矿中的硅晶体检测到了三个具有暗物质特征的颗粒（SN：5/18/13，p。 10），但它们的质量比大多数超对称理论所预测的要低。
Dama实验也有一个奇怪的情况，该案例使用意大利洞穴中的碘化钠晶体来寻找wim。早在2003年，达马研究人员声称已经明确检测到了暗物质。现在他们说他们的证据压倒了（SN：5/10/08，p。 12）。其他物理学家持怀疑态度，但泰特说，达玛的发现至少值得研究。他说：“没有人会站起来说他们为什么不相信达马。” “开尔文看到了他不了解的东西，并认为这不是一件大事。可能是达马是我们不了解的东西。”
理论家还可以思考其他有希望的途径，包括反物质和轻巧的颗粒，称为中微子。 LHC仍然有可能揭露其自己的云。泰特指出，该机器已经运行了三年，并且在最初设计的能量较低，因为人们担心磁铁在环上引导质子。泰特说：“问我们现在是否应该看到新物理学的问题还为时过早。” “也就是说，找到一个新粒子会很棒。”
等待新物理学可能会持续至少几年。一旦LHC在2015年重新开放，物理学家就可以进入一个新的高质量颗粒领域，而这些粒子目前已经遥不可及。美丹拉说：“我非常乐观地说，在下一次奔跑中，会弹出一些东西，而事情将开始融合在一起。”同时，他说，他希望理论家抛弃他们的一些前LHC假设并提出新想法。
作为新一代理论家的一部分，Tanedo很可能在设计将刷新标准模型的框架中起着不可或缺的作用。刚刚获得博士学位后，他将不得不在没有LHC的新数据的情况下进行博士后研究。尽管如此，他说现有的云以及更多可能的可能性使他对未来保持乐观。塔尼多说：“我知道有些毕业生对此感到非常悲观。” “我，还没有。”
