神秘的冷斑时空暗示宇宙学理论或重新修改

今年春天,欧洲航天局的普朗克探测器绘制出有史以来最详细的宇宙“地图”,根据观测结果,科学家发现宇宙大爆炸之后遗留下来的温度波动,这就是宇宙微波背 景辐射(CMB)。最近,普朗克团队的科学家宣布在微波背景辐射图中发现了宇宙神秘时空,其中就有一种被称为冷斑的区域,这是宇宙中密度异常高的区域。这 些发现意味着什么呢?是否改变传统的宇宙理论,或许我们应该思考宇宙是从何开始的。

神秘的冷斑时空暗示宇宙学理论或重新修改

普朗克探测器发现的神秘冷斑,之所以称为冷斑是因为该时空内温度极低,只有70 µK,而微波背景辐射图中其他时空平均温度为2.7K

Kavli基金会对此举行了一次会议,研究团队对宇宙论的主要问题进行讨论,其中一个重要的问题是新的发现是否需要对宇宙诞生理论进行修改,或者从根本上改变当前的宇宙论。剑桥大学天文学教授、剑桥宇宙学Kavli研究所研究员乔治·艾夫斯塔休认为根据暴涨理论,今天宇宙的演化结果应该在所有方向上显示出统一性,这种均匀性出现的波动也应该在宇宙微波背景辐射图中体现,但是来自普朗克探测器的调查结果显示,宇宙明显存在异常时空,比如大型冷斑的存在,这说明宇宙诞生过程并不是我们所预计的那样。

乔治·艾夫斯塔休一直参与普朗克探测器任务,该卫星的建造计划于1993年提出,他认为冷斑的发现使得宇宙学理论面临危机,这与暴涨理论不太符合。普朗克核心团队成员、剑桥大学天体物理学和宇宙学教授安东尼·拉塞卜认为暴涨理论可能使用范围有限,将来或发展出替代性的模拟来解释冷斑的存在。喷气推进实验室研究人员克日什托夫·哥尔斯基认为我们可以对普朗克的发现进行进一步分析,这些结果可能预示着宇宙学另一扇大门被打开,宇宙结构理论或面临重新调整。

神秘的冷斑时空暗示宇宙学理论或重新修改

今年春天,欧洲航天局的普朗克探测器绘制出有史以来最详细的宇宙“地图”,根据观测结果,科学家发现宇宙大爆炸之后遗留下来的温度波动,这就是宇宙微波背 景辐射(CMB)。最近,普朗克团队的科学家宣布在微波背景辐射图中发现了宇宙神秘时空,其中就有一种被称为冷斑的区域,这是宇宙中密度异常高的区域。这 些发现意味着什么呢?是否改变传统的宇宙理论,或许我们应该思考宇宙是从何开始的。

神秘的冷斑时空暗示宇宙学理论或重新修改

普朗克探测器发现的神秘冷斑,之所以称为冷斑是因为该时空内温度极低,只有70 µK,而微波背景辐射图中其他时空平均温度为2.7K

Kavli基金会对此举行了一次会议,研究团队对宇宙论的主要问题进行讨论,其中一个重要的问题是新的发现是否需要对宇宙诞生理论进行修改,或者从根本上改变当前的宇宙论。剑桥大学天文学教授、剑桥宇宙学Kavli研究所研究员乔治·艾夫斯塔休认为根据暴涨理论,今天宇宙的演化结果应该在所有方向上显示出统一性,这种均匀性出现的波动也应该在宇宙微波背景辐射图中体现,但是来自普朗克探测器的调查结果显示,宇宙明显存在异常时空,比如大型冷斑的存在,这说明宇宙诞生过程并不是我们所预计的那样。

乔治·艾夫斯塔休一直参与普朗克探测器任务,该卫星的建造计划于1993年提出,他认为冷斑的发现使得宇宙学理论面临危机,这与暴涨理论不太符合。普朗克核心团队成员、剑桥大学天体物理学和宇宙学教授安东尼·拉塞卜认为暴涨理论可能使用范围有限,将来或发展出替代性的模拟来解释冷斑的存在。喷气推进实验室研究人员克日什托夫·哥尔斯基认为我们可以对普朗克的发现进行进一步分析,这些结果可能预示着宇宙学另一扇大门被打开,宇宙结构理论或面临重新调整。

神秘的冷斑时空暗示宇宙学理论或重新修改

今年春天,欧洲航天局的普朗克探测器绘制出有史以来最详细的宇宙“地图”,根据观测结果,科学家发现宇宙大爆炸之后遗留下来的温度波动,这就是宇宙微波背 景辐射(CMB)。最近,普朗克团队的科学家宣布在微波背景辐射图中发现了宇宙神秘时空,其中就有一种被称为冷斑的区域,这是宇宙中密度异常高的区域。这 些发现意味着什么呢?是否改变传统的宇宙理论,或许我们应该思考宇宙是从何开始的。

神秘的冷斑时空暗示宇宙学理论或重新修改

普朗克探测器发现的神秘冷斑,之所以称为冷斑是因为该时空内温度极低,只有70 µK,而微波背景辐射图中其他时空平均温度为2.7K

Kavli基金会对此举行了一次会议,研究团队对宇宙论的主要问题进行讨论,其中一个重要的问题是新的发现是否需要对宇宙诞生理论进行修改,或者从根本上改变当前的宇宙论。剑桥大学天文学教授、剑桥宇宙学Kavli研究所研究员乔治·艾夫斯塔休认为根据暴涨理论,今天宇宙的演化结果应该在所有方向上显示出统一性,这种均匀性出现的波动也应该在宇宙微波背景辐射图中体现,但是来自普朗克探测器的调查结果显示,宇宙明显存在异常时空,比如大型冷斑的存在,这说明宇宙诞生过程并不是我们所预计的那样。

乔治·艾夫斯塔休一直参与普朗克探测器任务,该卫星的建造计划于1993年提出,他认为冷斑的发现使得宇宙学理论面临危机,这与暴涨理论不太符合。普朗克核心团队成员、剑桥大学天体物理学和宇宙学教授安东尼·拉塞卜认为暴涨理论可能使用范围有限,将来或发展出替代性的模拟来解释冷斑的存在。喷气推进实验室研究人员克日什托夫·哥尔斯基认为我们可以对普朗克的发现进行进一步分析,这些结果可能预示着宇宙学另一扇大门被打开,宇宙结构理论或面临重新调整。

光子的寿命或比宇宙还长:下限为百亿亿年

爱因斯坦提出的光电效应将光量子化,金属在吸收光子后释放出电子,我们可以根据方程式计算出光量子的能量,光子是一种基本粒子,质量被认为是0,光子的诸 多特性已经被物理学家们发现,比如较为著名的光子具有波粒二象性,光子不仅能表现出“光量子”的行为,也有干涉、折射等波的性质。然而,光子是否具有寿命 呢?来自德国的物理学家发现光子在其参照系中的寿命为三年,但是如果在我们的参照系中,光子的寿命就会大大增加,达到10的18次方年。

light

光子的寿命或比宇宙还长:下限为百亿亿年

光子在宇宙空间中以近光速进行传播,其寿命可达到10的18次方年

有研究认为光子有一个确定的寿命期,事实上天文学家在观测遥远天体时都是接收到数十亿年前遥远天体发出的光子,但是根据一些理论研究发现,光子可以存在一个非零的静止质量,尽管这个质量非常小。研究人员通过一些电场和磁场的实验发现该质量上限为10 的负18次方电子伏特,光子可以衰变成其他较轻的基本粒子,比如中微子和反中微子,甚至是一些目前未知的粒子,它们可能超出粒子物理学上的标准模型。

位于德国海德堡的普朗克核物理研究所科学家朱利安·赫克认为我们可以通过宇宙学上的观测来发现光子衰变的迹象,宇宙微波背景辐射(CMB)是宇宙年轻时留下的信息,大爆炸仅发生了38万年,在此之前,宇宙中的物质与辐射有内在的联系,随着宇宙经历了暴涨时期,炙热的等离子体和轻原子核开始冷却下来,使得中性原子得以形成,光子开始在宇宙空间中“旅行”。随着时间的推移和宇宙膨胀,其波长逐渐被拉长,根据宙背景探测卫星(COBE)、WMAP探测器以及普朗克空间望远镜的探测结果,CMB频谱是对黑体光谱性质的最精确测量。

朱利安·赫克发现CMB是一个几乎完美的黑体,结合质量与宇宙微波背景辐射的限制条件,可以得出光子在其自身的静止参照系中寿命为三年,但是这些微小质量的光子在时空中以近光速运行时,其寿命可达到10的18次方年。

光子的寿命或比宇宙还长:下限为百亿亿年

爱因斯坦提出的光电效应将光量子化,金属在吸收光子后释放出电子,我们可以根据方程式计算出光量子的能量,光子是一种基本粒子,质量被认为是0,光子的诸 多特性已经被物理学家们发现,比如较为著名的光子具有波粒二象性,光子不仅能表现出“光量子”的行为,也有干涉、折射等波的性质。然而,光子是否具有寿命 呢?来自德国的物理学家发现光子在其参照系中的寿命为三年,但是如果在我们的参照系中,光子的寿命就会大大增加,达到10的18次方年。

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光子的寿命或比宇宙还长:下限为百亿亿年

光子在宇宙空间中以近光速进行传播,其寿命可达到10的18次方年

有研究认为光子有一个确定的寿命期,事实上天文学家在观测遥远天体时都是接收到数十亿年前遥远天体发出的光子,但是根据一些理论研究发现,光子可以存在一个非零的静止质量,尽管这个质量非常小。研究人员通过一些电场和磁场的实验发现该质量上限为10 的负18次方电子伏特,光子可以衰变成其他较轻的基本粒子,比如中微子和反中微子,甚至是一些目前未知的粒子,它们可能超出粒子物理学上的标准模型。

位于德国海德堡的普朗克核物理研究所科学家朱利安·赫克认为我们可以通过宇宙学上的观测来发现光子衰变的迹象,宇宙微波背景辐射(CMB)是宇宙年轻时留下的信息,大爆炸仅发生了38万年,在此之前,宇宙中的物质与辐射有内在的联系,随着宇宙经历了暴涨时期,炙热的等离子体和轻原子核开始冷却下来,使得中性原子得以形成,光子开始在宇宙空间中“旅行”。随着时间的推移和宇宙膨胀,其波长逐渐被拉长,根据宙背景探测卫星(COBE)、WMAP探测器以及普朗克空间望远镜的探测结果,CMB频谱是对黑体光谱性质的最精确测量。

朱利安·赫克发现CMB是一个几乎完美的黑体,结合质量与宇宙微波背景辐射的限制条件,可以得出光子在其自身的静止参照系中寿命为三年,但是这些微小质量的光子在时空中以近光速运行时,其寿命可达到10的18次方年。

光子的寿命或比宇宙还长:下限为百亿亿年

爱因斯坦提出的光电效应将光量子化,金属在吸收光子后释放出电子,我们可以根据方程式计算出光量子的能量,光子是一种基本粒子,质量被认为是0,光子的诸 多特性已经被物理学家们发现,比如较为著名的光子具有波粒二象性,光子不仅能表现出“光量子”的行为,也有干涉、折射等波的性质。然而,光子是否具有寿命 呢?来自德国的物理学家发现光子在其参照系中的寿命为三年,但是如果在我们的参照系中,光子的寿命就会大大增加,达到10的18次方年。

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光子的寿命或比宇宙还长:下限为百亿亿年

光子在宇宙空间中以近光速进行传播,其寿命可达到10的18次方年

有研究认为光子有一个确定的寿命期,事实上天文学家在观测遥远天体时都是接收到数十亿年前遥远天体发出的光子,但是根据一些理论研究发现,光子可以存在一个非零的静止质量,尽管这个质量非常小。研究人员通过一些电场和磁场的实验发现该质量上限为10 的负18次方电子伏特,光子可以衰变成其他较轻的基本粒子,比如中微子和反中微子,甚至是一些目前未知的粒子,它们可能超出粒子物理学上的标准模型。

位于德国海德堡的普朗克核物理研究所科学家朱利安·赫克认为我们可以通过宇宙学上的观测来发现光子衰变的迹象,宇宙微波背景辐射(CMB)是宇宙年轻时留下的信息,大爆炸仅发生了38万年,在此之前,宇宙中的物质与辐射有内在的联系,随着宇宙经历了暴涨时期,炙热的等离子体和轻原子核开始冷却下来,使得中性原子得以形成,光子开始在宇宙空间中“旅行”。随着时间的推移和宇宙膨胀,其波长逐渐被拉长,根据宙背景探测卫星(COBE)、WMAP探测器以及普朗克空间望远镜的探测结果,CMB频谱是对黑体光谱性质的最精确测量。

朱利安·赫克发现CMB是一个几乎完美的黑体,结合质量与宇宙微波背景辐射的限制条件,可以得出光子在其自身的静止参照系中寿命为三年,但是这些微小质量的光子在时空中以近光速运行时,其寿命可达到10的18次方年。

大型强子对撞机大规模升级以深入了解上帝粒子

据国外媒体报道,一年前,欧洲核子研究组织的大型强子对撞机发现了有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子。这是科学研究史上最伟大的发现之一。现在,强子对 撞机的电脑屏幕一片漆黑,控制台前没有任何人影,用于进行质子束对撞的巨型超冷却环形隧道也是空空如也。不过,这种安静只是一种假象。幕后,科学家正在紧张工作,对强子对撞机进行一次大规模升级。这次升级能够让对撞机帮助科学家进一步扩大知识的边界。

欧洲核子研究组织的大型强子对撞机,一名工作人员站在多功能探测器CMS(紧凑渺子线圈实验的英文缩写,以下简称CMS)下面。此时,工作人员正对对撞机进行整修。大型强子对撞机的环形隧道长27公里,座落于法国-瑞士边境地下100米,安装了很多适用于太空飞船的装置

欧洲核子研究组织的大型强子对撞机,一名工作人员站在多功能探测器CMS(紧凑渺子线圈实验的英文缩写,以下简称CMS)下面。此时,工作人员正对对撞机进行整修。大型强子对撞机的环形隧道长27公里,座落于法国-瑞士边境地下100米,安装了很多适用于太空飞船的装置

 科学家注视着大型强子对撞机的一段环形隧道。此时,对撞机已经关闭。大型强子对撞机是世界上最大的粒子对撞机,一年前发现了有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子。这是科学研究史上最伟大的发现之一

科学家注视着大型强子对撞机的一段环形隧道。此时,对撞机已经关闭。大型强子对撞机是世界上最大的粒子对撞机,一年前发现了有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子。这是科学研究史上最伟大的发现之一

一名工作人员在CMS前方走过。CMS是大型强子对撞机的一部分。2013年2月,强子对撞机关机,随后进行为期18个月的检查。在2015年重启对撞实验时,欧洲核子研究组织的科学家将利用升级后的对撞机探测暗物质、暗能量和超对称

一名工作人员在CMS前方走过。CMS是大型强子对撞机的一部分。2013年2月,强子对撞机关机,随后进行为期18个月的检查。在2015年重启对撞实验时,欧洲核子研究组织的科学家将利用升级后的对撞机探测暗物质、暗能量和超对称

现在,强子对撞机的电脑屏幕一片漆黑,控制台前没有任何人影,用于进行质子束对撞的巨型超冷却环形隧道也是空空如也。不过,这种安静只是一种假象。幕后,科学家正在紧张工作,对强子对撞机进行一次大规模升级。这次升级能够让对撞机帮助科学家进一步扩大知识的边界

现在,强子对撞机的电脑屏幕一片漆黑,控制台前没有任何人影,用于进行质子束对撞的巨型超冷却环形隧道也是空空如也。不过,这种安静只是一种假象。幕后,科学家正在紧张工作,对强子对撞机进行一次大规模升级。这次升级能够让对撞机帮助科学家进一步扩大知识的边界。

满功率运转时,强子对撞机每秒可进行5.5亿次对撞。对撞机操作组负责人麦克-拉蒙特表示:“我们将尽可能增加对撞次数。对撞次数就像是我们的奶油和面包。对撞产生的绝大多数数据都不是让人非常感兴趣的东西,对海量数据进行筛选是一项巨大挑战。”

满功率运转时,强子对撞机每秒可进行5.5亿次对撞。对撞机操作组负责人麦克-拉蒙特表示:“我们将尽可能增加对撞次数。对撞次数就像是我们的奶油和面包。对撞产生的绝大多数数据都不是让人非常感兴趣的东西,对海量数据进行筛选是一项巨大挑战。”

欧洲核子研究组织的大型强子对撞机,一名工作人员站在多功能探测器CMS(紧凑渺子线圈实验的英文缩写,以下简称CMS)下面。此时,工作人员正对对撞机进行整修。大型强子对撞机的环形隧道长27公里,座落于法国-瑞士边境地下100米,安装了很多适用于太空飞船的装置

欧洲核子研究组织的大型强子对撞机,一名工作人员站在多功能探测器CMS(紧凑渺子线圈实验的英文缩写,以下简称CMS)下面。此时,工作人员正对对撞机进行整修。大型强子对撞机的环形隧道长27公里,座落于法国-瑞士边境地下100米,安装了很多适用于太空飞船的装置

 科学家注视着大型强子对撞机的一段环形隧道。此时,对撞机已经关闭。大型强子对撞机是世界上最大的粒子对撞机,一年前发现了有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子。这是科学研究史上最伟大的发现之一

科学家注视着大型强子对撞机的一段环形隧道。此时,对撞机已经关闭。大型强子对撞机是世界上最大的粒子对撞机,一年前发现了有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子。这是科学研究史上最伟大的发现之一

一名工作人员在CMS前方走过。CMS是大型强子对撞机的一部分。2013年2月,强子对撞机关机,随后进行为期18个月的检查。在2015年重启对撞实验时,欧洲核子研究组织的科学家将利用升级后的对撞机探测暗物质、暗能量和超对称

一名工作人员在CMS前方走过。CMS是大型强子对撞机的一部分。2013年2月,强子对撞机关机,随后进行为期18个月的检查。在2015年重启对撞实验时,欧洲核子研究组织的科学家将利用升级后的对撞机探测暗物质、暗能量和超对称

现在,强子对撞机的电脑屏幕一片漆黑,控制台前没有任何人影,用于进行质子束对撞的巨型超冷却环形隧道也是空空如也。不过,这种安静只是一种假象。幕后,科学家正在紧张工作,对强子对撞机进行一次大规模升级。这次升级能够让对撞机帮助科学家进一步扩大知识的边界

现在,强子对撞机的电脑屏幕一片漆黑,控制台前没有任何人影,用于进行质子束对撞的巨型超冷却环形隧道也是空空如也。不过,这种安静只是一种假象。幕后,科学家正在紧张工作,对强子对撞机进行一次大规模升级。这次升级能够让对撞机帮助科学家进一步扩大知识的边界

满功率运转时,强子对撞机每秒可进行5.5亿次对撞。对撞机操作组负责人麦克-拉蒙特表示:“我们将尽可能增加对撞次数。对撞次数就像是我们的奶油和面包。对撞产生的绝大多数数据都不是让人非常感兴趣的东西,对海量数据进行筛选是一项巨大挑战。”

满功率运转时,强子对撞机每秒可进行5.5亿次对撞。对撞机操作组负责人麦克-拉蒙特表示:“我们将尽可能增加对撞次数。对撞次数就像是我们的奶油和面包。对撞产生的绝大多数数据都不是让人非常感兴趣的东西,对海量数据进行筛选是一项巨大挑战。”

大型强子对撞机是世界上最大的粒子对撞机。科学家通过让质子束在对撞机的巨型环形隧道内进行对撞模拟大爆炸,用以搜寻神秘莫测的上帝粒子。一年前,强子对撞机通过质子束对撞实验确定了有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子的可能形态。长久以来,科学家便一直在寻找这种赋予宇宙万物质量的神秘粒子。

大型强子对撞机的环形隧道长27公里,座落于法国-瑞士边境地下100米。2013年2月,强子对撞机关机,随后进行为期18个月的检查。在2015年重启对撞实验时,欧洲核子研究组织的科学家将利用升级后的对撞机探测暗物质、暗能量和超对称。超对称理论与希格斯玻色子齐名,于半个世纪前提出。

在工程师将目光聚焦技术方面的任务之时,物理学家则在分析对撞机自2010年以来获取的海量数据,希望能够从中发现更多“金矿”。欧洲核子研究组织的蒂兹诺-卡姆珀勒斯表示:“比较容易做的事情我们都已经做完了。现在,我们要进行深入研究,寻找我们未知或者此前不可知的东西。我们经常说天文学家的工作更简单一些,因为他们能够看到自己正在寻找的东西。”

大型强子对撞机的粒子对撞将能量转化成质量,对撞实验的目标是在亚原子碎片中搜寻基本粒子,帮助科学家进一步了解宇宙。满功率运转时,强子对撞机每 秒可进行5.5亿次对撞。对撞机操作组负责人麦克-拉蒙特表示:“我们将尽可能增加对撞次数。对撞次数就像是我们的奶油和面包。对撞产生的绝大多数数据都 不是让人非常感兴趣的东西。对海量数据进行筛选是一项巨大挑战,但我们需要通过筛选剔除无用的数据,从中挑选中我们感兴趣的东西。”对撞机的环形隧道安装 了很多适用于太空飞船的装置。有趣的是,工作人员骑着“卑微”的自行车进行巡查。

借助于欧洲核子研究组织的超级计算机,物理学家对质子束对 撞产生的数据进行分析,通过这种分析进一步加深对宇宙的了解。欧洲核子研究组织的发言人詹姆斯-基勒斯表示:“我们希望了解粒子的行为,了解它们为何以及 如何聚集在一些,在微观尺度下构成我们称之为原子和核子的极其微小的东西,在较大尺度下构成我们称之为人、椅子和建筑的日常事物,以及在更大尺度下构成行 星、恒星系统和星系。”

对于外行人来说,欧洲核子研究组织进行的研究过于复杂,很难理解。对此,研究人员正在寻找简化的方式。底夸克探测器 项目发言人皮耶路易吉-坎帕纳开玩笑地说:“所有人都知道电子是什么,尤其是在将手指插入电源插座的时候。”坎帕纳的团队证实了标准模型,准确度和可信度 创历史之最。标准模型于上世纪70年代提出,是粒子物理学的基本理论框架。

坎帕纳的团队对Bs粒子的变化进行了有史以来最精确的测量。测量结果显示,在每10亿个Bs中,只有极少数衰变成更小的粒子μ介子并且是成对出现。在专家们眼里,这一发现足以与发现有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子相提并论。

希 格斯玻色子由英国物理学家彼得-希格斯1964年提出,用于解释一种怪异的现象,即为何一些粒子拥有质量,而其他粒子——例如光线——没有质量。据信,希 格斯玻色子就像是泡在糖浆中的叉子。当把这个叉子举起来,暴露于充满灰尘的空气中时,一些灰尘穿过叉子,绝大多数灰尘粘在叉子上。换句话说,获得质量。质 量产生引力,引力将粒子聚集在一起。

标准模型是一项可信赖的理论,但仍无法解释引力,也无法解释暗物质和暗能量。暗物质和暗能量在宇宙的构 成中占绝大多数比重,科学家根据普通物质受到的影响推断出它们的存在。一些物理学家支持超对称理论。这一理论认为每一种已知粒子都有与之相对称的镜像粒 子。吉勒斯表示:“我们拥出了相应的理论,可以描述我们周围所有的正常可见物质。不过,可见物质在宇宙中的比重只有大约5%左右。”

大型强 子对撞机取代1989年至2000年服役的大型电子-正电子对撞机。这台对撞机2008年服役,后来因出现故障不得不进行为期1年的整修。强子对撞机对撞 时的能量达到8 TeV,相比之下,大型电子-正电子对撞机只有0.2 TeV。在投入5000万瑞士法郎(约合5100万美元)进行升级之后,强子对撞机进行对撞实验时产生的能量可达到14 TeV。物理学家乔尔-古尔德斯特恩表示:“每次分析完大量数据,总有人找个理由,开香槟庆祝。随着数据分析工作的继续,这样的理由越来越少。”

大型强子对撞机大规模升级以深入了解上帝粒子

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欧洲核子研究组织的大型强子对撞机,一名工作人员站在多功能探测器CMS(紧凑渺子线圈实验的英文缩写,以下简称CMS)下面。此时,工作人员正对对撞机进行整修。大型强子对撞机的环形隧道长27公里,座落于法国-瑞士边境地下100米,安装了很多适用于太空飞船的装置

欧洲核子研究组织的大型强子对撞机,一名工作人员站在多功能探测器CMS(紧凑渺子线圈实验的英文缩写,以下简称CMS)下面。此时,工作人员正对对撞机进行整修。大型强子对撞机的环形隧道长27公里,座落于法国-瑞士边境地下100米,安装了很多适用于太空飞船的装置

 科学家注视着大型强子对撞机的一段环形隧道。此时,对撞机已经关闭。大型强子对撞机是世界上最大的粒子对撞机,一年前发现了有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子。这是科学研究史上最伟大的发现之一

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一名工作人员在CMS前方走过。CMS是大型强子对撞机的一部分。2013年2月,强子对撞机关机,随后进行为期18个月的检查。在2015年重启对撞实验时,欧洲核子研究组织的科学家将利用升级后的对撞机探测暗物质、暗能量和超对称

一名工作人员在CMS前方走过。CMS是大型强子对撞机的一部分。2013年2月,强子对撞机关机,随后进行为期18个月的检查。在2015年重启对撞实验时,欧洲核子研究组织的科学家将利用升级后的对撞机探测暗物质、暗能量和超对称

现在,强子对撞机的电脑屏幕一片漆黑,控制台前没有任何人影,用于进行质子束对撞的巨型超冷却环形隧道也是空空如也。不过,这种安静只是一种假象。幕后,科学家正在紧张工作,对强子对撞机进行一次大规模升级。这次升级能够让对撞机帮助科学家进一步扩大知识的边界

现在,强子对撞机的电脑屏幕一片漆黑,控制台前没有任何人影,用于进行质子束对撞的巨型超冷却环形隧道也是空空如也。不过,这种安静只是一种假象。幕后,科学家正在紧张工作,对强子对撞机进行一次大规模升级。这次升级能够让对撞机帮助科学家进一步扩大知识的边界。

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满功率运转时,强子对撞机每秒可进行5.5亿次对撞。对撞机操作组负责人麦克-拉蒙特表示:“我们将尽可能增加对撞次数。对撞次数就像是我们的奶油和面包。对撞产生的绝大多数数据都不是让人非常感兴趣的东西,对海量数据进行筛选是一项巨大挑战。”

欧洲核子研究组织的大型强子对撞机,一名工作人员站在多功能探测器CMS(紧凑渺子线圈实验的英文缩写,以下简称CMS)下面。此时,工作人员正对对撞机进行整修。大型强子对撞机的环形隧道长27公里,座落于法国-瑞士边境地下100米,安装了很多适用于太空飞船的装置

欧洲核子研究组织的大型强子对撞机,一名工作人员站在多功能探测器CMS(紧凑渺子线圈实验的英文缩写,以下简称CMS)下面。此时,工作人员正对对撞机进行整修。大型强子对撞机的环形隧道长27公里,座落于法国-瑞士边境地下100米,安装了很多适用于太空飞船的装置

 科学家注视着大型强子对撞机的一段环形隧道。此时,对撞机已经关闭。大型强子对撞机是世界上最大的粒子对撞机,一年前发现了有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子。这是科学研究史上最伟大的发现之一

科学家注视着大型强子对撞机的一段环形隧道。此时,对撞机已经关闭。大型强子对撞机是世界上最大的粒子对撞机,一年前发现了有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子。这是科学研究史上最伟大的发现之一

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一名工作人员在CMS前方走过。CMS是大型强子对撞机的一部分。2013年2月,强子对撞机关机,随后进行为期18个月的检查。在2015年重启对撞实验时,欧洲核子研究组织的科学家将利用升级后的对撞机探测暗物质、暗能量和超对称

现在,强子对撞机的电脑屏幕一片漆黑,控制台前没有任何人影,用于进行质子束对撞的巨型超冷却环形隧道也是空空如也。不过,这种安静只是一种假象。幕后,科学家正在紧张工作,对强子对撞机进行一次大规模升级。这次升级能够让对撞机帮助科学家进一步扩大知识的边界

现在,强子对撞机的电脑屏幕一片漆黑,控制台前没有任何人影,用于进行质子束对撞的巨型超冷却环形隧道也是空空如也。不过,这种安静只是一种假象。幕后,科学家正在紧张工作,对强子对撞机进行一次大规模升级。这次升级能够让对撞机帮助科学家进一步扩大知识的边界

满功率运转时,强子对撞机每秒可进行5.5亿次对撞。对撞机操作组负责人麦克-拉蒙特表示:“我们将尽可能增加对撞次数。对撞次数就像是我们的奶油和面包。对撞产生的绝大多数数据都不是让人非常感兴趣的东西,对海量数据进行筛选是一项巨大挑战。”

满功率运转时,强子对撞机每秒可进行5.5亿次对撞。对撞机操作组负责人麦克-拉蒙特表示:“我们将尽可能增加对撞次数。对撞次数就像是我们的奶油和面包。对撞产生的绝大多数数据都不是让人非常感兴趣的东西,对海量数据进行筛选是一项巨大挑战。”

大型强子对撞机是世界上最大的粒子对撞机。科学家通过让质子束在对撞机的巨型环形隧道内进行对撞模拟大爆炸,用以搜寻神秘莫测的上帝粒子。一年前,强子对撞机通过质子束对撞实验确定了有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子的可能形态。长久以来,科学家便一直在寻找这种赋予宇宙万物质量的神秘粒子。

大型强子对撞机的环形隧道长27公里,座落于法国-瑞士边境地下100米。2013年2月,强子对撞机关机,随后进行为期18个月的检查。在2015年重启对撞实验时,欧洲核子研究组织的科学家将利用升级后的对撞机探测暗物质、暗能量和超对称。超对称理论与希格斯玻色子齐名,于半个世纪前提出。

在工程师将目光聚焦技术方面的任务之时,物理学家则在分析对撞机自2010年以来获取的海量数据,希望能够从中发现更多“金矿”。欧洲核子研究组织的蒂兹诺-卡姆珀勒斯表示:“比较容易做的事情我们都已经做完了。现在,我们要进行深入研究,寻找我们未知或者此前不可知的东西。我们经常说天文学家的工作更简单一些,因为他们能够看到自己正在寻找的东西。”

大型强子对撞机的粒子对撞将能量转化成质量,对撞实验的目标是在亚原子碎片中搜寻基本粒子,帮助科学家进一步了解宇宙。满功率运转时,强子对撞机每 秒可进行5.5亿次对撞。对撞机操作组负责人麦克-拉蒙特表示:“我们将尽可能增加对撞次数。对撞次数就像是我们的奶油和面包。对撞产生的绝大多数数据都 不是让人非常感兴趣的东西。对海量数据进行筛选是一项巨大挑战,但我们需要通过筛选剔除无用的数据,从中挑选中我们感兴趣的东西。”对撞机的环形隧道安装 了很多适用于太空飞船的装置。有趣的是,工作人员骑着“卑微”的自行车进行巡查。

借助于欧洲核子研究组织的超级计算机,物理学家对质子束对 撞产生的数据进行分析,通过这种分析进一步加深对宇宙的了解。欧洲核子研究组织的发言人詹姆斯-基勒斯表示:“我们希望了解粒子的行为,了解它们为何以及 如何聚集在一些,在微观尺度下构成我们称之为原子和核子的极其微小的东西,在较大尺度下构成我们称之为人、椅子和建筑的日常事物,以及在更大尺度下构成行 星、恒星系统和星系。”

对于外行人来说,欧洲核子研究组织进行的研究过于复杂,很难理解。对此,研究人员正在寻找简化的方式。底夸克探测器 项目发言人皮耶路易吉-坎帕纳开玩笑地说:“所有人都知道电子是什么,尤其是在将手指插入电源插座的时候。”坎帕纳的团队证实了标准模型,准确度和可信度 创历史之最。标准模型于上世纪70年代提出,是粒子物理学的基本理论框架。

坎帕纳的团队对Bs粒子的变化进行了有史以来最精确的测量。测量结果显示,在每10亿个Bs中,只有极少数衰变成更小的粒子μ介子并且是成对出现。在专家们眼里,这一发现足以与发现有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子相提并论。

希 格斯玻色子由英国物理学家彼得-希格斯1964年提出,用于解释一种怪异的现象,即为何一些粒子拥有质量,而其他粒子——例如光线——没有质量。据信,希 格斯玻色子就像是泡在糖浆中的叉子。当把这个叉子举起来,暴露于充满灰尘的空气中时,一些灰尘穿过叉子,绝大多数灰尘粘在叉子上。换句话说,获得质量。质 量产生引力,引力将粒子聚集在一起。

标准模型是一项可信赖的理论,但仍无法解释引力,也无法解释暗物质和暗能量。暗物质和暗能量在宇宙的构 成中占绝大多数比重,科学家根据普通物质受到的影响推断出它们的存在。一些物理学家支持超对称理论。这一理论认为每一种已知粒子都有与之相对称的镜像粒 子。吉勒斯表示:“我们拥出了相应的理论,可以描述我们周围所有的正常可见物质。不过,可见物质在宇宙中的比重只有大约5%左右。”

大型强 子对撞机取代1989年至2000年服役的大型电子-正电子对撞机。这台对撞机2008年服役,后来因出现故障不得不进行为期1年的整修。强子对撞机对撞 时的能量达到8 TeV,相比之下,大型电子-正电子对撞机只有0.2 TeV。在投入5000万瑞士法郎(约合5100万美元)进行升级之后,强子对撞机进行对撞实验时产生的能量可达到14 TeV。物理学家乔尔-古尔德斯特恩表示:“每次分析完大量数据,总有人找个理由,开香槟庆祝。随着数据分析工作的继续,这样的理由越来越少。”

大型强子对撞机大规模升级以深入了解上帝粒子

据国外媒体报道,一年前,欧洲核子研究组织的大型强子对撞机发现了有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子。这是科学研究史上最伟大的发现之一。现在,强子对 撞机的电脑屏幕一片漆黑,控制台前没有任何人影,用于进行质子束对撞的巨型超冷却环形隧道也是空空如也。不过,这种安静只是一种假象。幕后,科学家正在紧张工作,对强子对撞机进行一次大规模升级。这次升级能够让对撞机帮助科学家进一步扩大知识的边界。

欧洲核子研究组织的大型强子对撞机,一名工作人员站在多功能探测器CMS(紧凑渺子线圈实验的英文缩写,以下简称CMS)下面。此时,工作人员正对对撞机进行整修。大型强子对撞机的环形隧道长27公里,座落于法国-瑞士边境地下100米,安装了很多适用于太空飞船的装置

欧洲核子研究组织的大型强子对撞机,一名工作人员站在多功能探测器CMS(紧凑渺子线圈实验的英文缩写,以下简称CMS)下面。此时,工作人员正对对撞机进行整修。大型强子对撞机的环形隧道长27公里,座落于法国-瑞士边境地下100米,安装了很多适用于太空飞船的装置

 科学家注视着大型强子对撞机的一段环形隧道。此时,对撞机已经关闭。大型强子对撞机是世界上最大的粒子对撞机,一年前发现了有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子。这是科学研究史上最伟大的发现之一

科学家注视着大型强子对撞机的一段环形隧道。此时,对撞机已经关闭。大型强子对撞机是世界上最大的粒子对撞机,一年前发现了有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子。这是科学研究史上最伟大的发现之一

一名工作人员在CMS前方走过。CMS是大型强子对撞机的一部分。2013年2月,强子对撞机关机,随后进行为期18个月的检查。在2015年重启对撞实验时,欧洲核子研究组织的科学家将利用升级后的对撞机探测暗物质、暗能量和超对称

一名工作人员在CMS前方走过。CMS是大型强子对撞机的一部分。2013年2月,强子对撞机关机,随后进行为期18个月的检查。在2015年重启对撞实验时,欧洲核子研究组织的科学家将利用升级后的对撞机探测暗物质、暗能量和超对称

现在,强子对撞机的电脑屏幕一片漆黑,控制台前没有任何人影,用于进行质子束对撞的巨型超冷却环形隧道也是空空如也。不过,这种安静只是一种假象。幕后,科学家正在紧张工作,对强子对撞机进行一次大规模升级。这次升级能够让对撞机帮助科学家进一步扩大知识的边界

现在,强子对撞机的电脑屏幕一片漆黑,控制台前没有任何人影,用于进行质子束对撞的巨型超冷却环形隧道也是空空如也。不过,这种安静只是一种假象。幕后,科学家正在紧张工作,对强子对撞机进行一次大规模升级。这次升级能够让对撞机帮助科学家进一步扩大知识的边界。

满功率运转时,强子对撞机每秒可进行5.5亿次对撞。对撞机操作组负责人麦克-拉蒙特表示:“我们将尽可能增加对撞次数。对撞次数就像是我们的奶油和面包。对撞产生的绝大多数数据都不是让人非常感兴趣的东西,对海量数据进行筛选是一项巨大挑战。”

满功率运转时,强子对撞机每秒可进行5.5亿次对撞。对撞机操作组负责人麦克-拉蒙特表示:“我们将尽可能增加对撞次数。对撞次数就像是我们的奶油和面包。对撞产生的绝大多数数据都不是让人非常感兴趣的东西,对海量数据进行筛选是一项巨大挑战。”

欧洲核子研究组织的大型强子对撞机,一名工作人员站在多功能探测器CMS(紧凑渺子线圈实验的英文缩写,以下简称CMS)下面。此时,工作人员正对对撞机进行整修。大型强子对撞机的环形隧道长27公里,座落于法国-瑞士边境地下100米,安装了很多适用于太空飞船的装置

欧洲核子研究组织的大型强子对撞机,一名工作人员站在多功能探测器CMS(紧凑渺子线圈实验的英文缩写,以下简称CMS)下面。此时,工作人员正对对撞机进行整修。大型强子对撞机的环形隧道长27公里,座落于法国-瑞士边境地下100米,安装了很多适用于太空飞船的装置

 科学家注视着大型强子对撞机的一段环形隧道。此时,对撞机已经关闭。大型强子对撞机是世界上最大的粒子对撞机,一年前发现了有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子。这是科学研究史上最伟大的发现之一

科学家注视着大型强子对撞机的一段环形隧道。此时,对撞机已经关闭。大型强子对撞机是世界上最大的粒子对撞机,一年前发现了有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子。这是科学研究史上最伟大的发现之一

一名工作人员在CMS前方走过。CMS是大型强子对撞机的一部分。2013年2月,强子对撞机关机,随后进行为期18个月的检查。在2015年重启对撞实验时,欧洲核子研究组织的科学家将利用升级后的对撞机探测暗物质、暗能量和超对称

一名工作人员在CMS前方走过。CMS是大型强子对撞机的一部分。2013年2月,强子对撞机关机,随后进行为期18个月的检查。在2015年重启对撞实验时,欧洲核子研究组织的科学家将利用升级后的对撞机探测暗物质、暗能量和超对称

现在,强子对撞机的电脑屏幕一片漆黑,控制台前没有任何人影,用于进行质子束对撞的巨型超冷却环形隧道也是空空如也。不过,这种安静只是一种假象。幕后,科学家正在紧张工作,对强子对撞机进行一次大规模升级。这次升级能够让对撞机帮助科学家进一步扩大知识的边界

现在,强子对撞机的电脑屏幕一片漆黑,控制台前没有任何人影,用于进行质子束对撞的巨型超冷却环形隧道也是空空如也。不过,这种安静只是一种假象。幕后,科学家正在紧张工作,对强子对撞机进行一次大规模升级。这次升级能够让对撞机帮助科学家进一步扩大知识的边界

满功率运转时,强子对撞机每秒可进行5.5亿次对撞。对撞机操作组负责人麦克-拉蒙特表示:“我们将尽可能增加对撞次数。对撞次数就像是我们的奶油和面包。对撞产生的绝大多数数据都不是让人非常感兴趣的东西,对海量数据进行筛选是一项巨大挑战。”

满功率运转时,强子对撞机每秒可进行5.5亿次对撞。对撞机操作组负责人麦克-拉蒙特表示:“我们将尽可能增加对撞次数。对撞次数就像是我们的奶油和面包。对撞产生的绝大多数数据都不是让人非常感兴趣的东西,对海量数据进行筛选是一项巨大挑战。”

大型强子对撞机是世界上最大的粒子对撞机。科学家通过让质子束在对撞机的巨型环形隧道内进行对撞模拟大爆炸,用以搜寻神秘莫测的上帝粒子。一年前,强子对撞机通过质子束对撞实验确定了有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子的可能形态。长久以来,科学家便一直在寻找这种赋予宇宙万物质量的神秘粒子。

大型强子对撞机的环形隧道长27公里,座落于法国-瑞士边境地下100米。2013年2月,强子对撞机关机,随后进行为期18个月的检查。在2015年重启对撞实验时,欧洲核子研究组织的科学家将利用升级后的对撞机探测暗物质、暗能量和超对称。超对称理论与希格斯玻色子齐名,于半个世纪前提出。

在工程师将目光聚焦技术方面的任务之时,物理学家则在分析对撞机自2010年以来获取的海量数据,希望能够从中发现更多“金矿”。欧洲核子研究组织的蒂兹诺-卡姆珀勒斯表示:“比较容易做的事情我们都已经做完了。现在,我们要进行深入研究,寻找我们未知或者此前不可知的东西。我们经常说天文学家的工作更简单一些,因为他们能够看到自己正在寻找的东西。”

大型强子对撞机的粒子对撞将能量转化成质量,对撞实验的目标是在亚原子碎片中搜寻基本粒子,帮助科学家进一步了解宇宙。满功率运转时,强子对撞机每 秒可进行5.5亿次对撞。对撞机操作组负责人麦克-拉蒙特表示:“我们将尽可能增加对撞次数。对撞次数就像是我们的奶油和面包。对撞产生的绝大多数数据都 不是让人非常感兴趣的东西。对海量数据进行筛选是一项巨大挑战,但我们需要通过筛选剔除无用的数据,从中挑选中我们感兴趣的东西。”对撞机的环形隧道安装 了很多适用于太空飞船的装置。有趣的是,工作人员骑着“卑微”的自行车进行巡查。

借助于欧洲核子研究组织的超级计算机,物理学家对质子束对 撞产生的数据进行分析,通过这种分析进一步加深对宇宙的了解。欧洲核子研究组织的发言人詹姆斯-基勒斯表示:“我们希望了解粒子的行为,了解它们为何以及 如何聚集在一些,在微观尺度下构成我们称之为原子和核子的极其微小的东西,在较大尺度下构成我们称之为人、椅子和建筑的日常事物,以及在更大尺度下构成行 星、恒星系统和星系。”

对于外行人来说,欧洲核子研究组织进行的研究过于复杂,很难理解。对此,研究人员正在寻找简化的方式。底夸克探测器 项目发言人皮耶路易吉-坎帕纳开玩笑地说:“所有人都知道电子是什么,尤其是在将手指插入电源插座的时候。”坎帕纳的团队证实了标准模型,准确度和可信度 创历史之最。标准模型于上世纪70年代提出,是粒子物理学的基本理论框架。

坎帕纳的团队对Bs粒子的变化进行了有史以来最精确的测量。测量结果显示,在每10亿个Bs中,只有极少数衰变成更小的粒子μ介子并且是成对出现。在专家们眼里,这一发现足以与发现有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子相提并论。

希 格斯玻色子由英国物理学家彼得-希格斯1964年提出,用于解释一种怪异的现象,即为何一些粒子拥有质量,而其他粒子——例如光线——没有质量。据信,希 格斯玻色子就像是泡在糖浆中的叉子。当把这个叉子举起来,暴露于充满灰尘的空气中时,一些灰尘穿过叉子,绝大多数灰尘粘在叉子上。换句话说,获得质量。质 量产生引力,引力将粒子聚集在一起。

标准模型是一项可信赖的理论,但仍无法解释引力,也无法解释暗物质和暗能量。暗物质和暗能量在宇宙的构 成中占绝大多数比重,科学家根据普通物质受到的影响推断出它们的存在。一些物理学家支持超对称理论。这一理论认为每一种已知粒子都有与之相对称的镜像粒 子。吉勒斯表示:“我们拥出了相应的理论,可以描述我们周围所有的正常可见物质。不过,可见物质在宇宙中的比重只有大约5%左右。”

大型强 子对撞机取代1989年至2000年服役的大型电子-正电子对撞机。这台对撞机2008年服役,后来因出现故障不得不进行为期1年的整修。强子对撞机对撞 时的能量达到8 TeV,相比之下,大型电子-正电子对撞机只有0.2 TeV。在投入5000万瑞士法郎(约合5100万美元)进行升级之后,强子对撞机进行对撞实验时产生的能量可达到14 TeV。物理学家乔尔-古尔德斯特恩表示:“每次分析完大量数据,总有人找个理由,开香槟庆祝。随着数据分析工作的继续,这样的理由越来越少。”

科学家首次得到大爆炸后10万年宇宙图像

近日美国研究人员对宇宙大爆炸后残余的热辐射——也就是俗称的宇宙微波背景(CMB)辐射——进行了广泛的分析,这项分析支持了之前的理论,即宇宙大爆炸发生在137.98亿至3700万年前,它创造了后来的宇宙。“我们发现了早期宇宙的标准图片,当时辐射的支配地位随后被物质支配所取代,通过新的数据我们能够对其进行测试。” 劳伦斯伯克来国家实验室的理论物理学家Eric Linder这样说道。

科学家捕捉大爆炸后10万年宇宙图像

相对粒子存在的背后原因主要是早期的中微子

“但研究也暗示了辐射的支配地位并没有如预想的那样轻易的让给物质。”Eric Linder补充说道。“似乎存在辐射量的过度猛冲,而这并非因为CMB光子。”目前我们对宇宙大爆炸和宇宙早期形成的知识几乎全部来源于对CMB的测量。当宇宙足够冷却到让辐射粒子和物质粒子相分离时,就释放了原始光子。

这些测量解释了CMB对当今宇宙观测到的大规模结构的生长和发展所产生的影响。利用欧洲航天局普朗克任务和美国宇航局威尔金森微波各向异性探测器(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe,简称WMAP)最先进的卫星数据,Eric Linder和Alireza Hojjati以及Johan Samsing以更高的分辨率、更低的噪音以及更广的天空覆盖率分析了CMB测量数据。

“利用普朗克和WMAP的数据,我们向前推进了研究的边界,回顾了宇宙的历史,了解了之前无法触及的高能量物理学区域。”Eric Linder补充说道。“我们的分析显示,如预期所示,宇宙大爆炸余辉的GMB光子遗迹后紧随着的主要是暗物质,但与标准之间的偏差也暗示着CMB光以外的相对粒子。

Eric Linder表示,这些相对粒子存在的背后原因主要是早期的中微子,一种幽灵般存在的亚原子粒子,它是当今宇宙里第二广泛存在的粒子。另一项理论是暗能量,一种推动宇宙加速扩张的反引力力量。

“早期暗能量是某些高能量物理学模型里宇宙加速起源的一种解释,”Eric Linder说道。“虽然传统的暗能量,例如宇宙常数,在CMB最后散射时期被稀释为全部能量密度的几十亿分之一,但早期暗能量理论暗示了1-1000万倍的能量密度。”

Eric Linder认为早期暗能量可能是引起70亿年后当今宇宙加速的驱动力量。这项发现不仅提供了有关宇宙加速起源的新见解,还可能提供弦理论和高能量物理学里的其它概念的新证据。“测量CMB分化的实验正在进行中,例如POLARBEAR和SPTpol望远镜,它将帮助我们进一步探索原始物理学。”