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如果粒子物理学家得到它们,新的加速器有一天可能会仔细夹枕头检查物理学中最诱人的亚原子粒子希格斯玻色子。在大型强子对撞机上被发现六年后,科学家们正在计划建造在欧洲日本或中国延伸数十公里的大型新机器。2012年发现的希格斯玻色子,这揭示了质量的起源,对于目前世界上最大的加速器LHC而言,这是一项具有里程碑意义的成就。现在,物理学家希望深入研究希格斯玻色子的奥秘,希望它能够解决粒子物理学中挥之不去的难题。"希格斯是一个非常特殊的粒子,"北京高能物理研究所所长物理学家王一芳说。"我们相信希格斯是通向未来的窗口。"但是那个加速器非常适合发现希格斯,但不适合详细研究它。

艺术家在提出的未来圆形碰撞器的一部分,图片来源:CERN。

因此,三国小镇灵兽怎么得粒子物理学家们正在呼唤一种新的粒子对撞机,专门设计用于驱动大量希格斯玻色子的物体。已经提出了几个强大的新机器的蓝图,研究人员希望这些"希格斯工厂"可以帮助揭公孙舞翻示标准模型中明显弱点的解决方案。"标准模型不是一个完整的宇宙理论,"特拉维夫大学的实验粒子物理学家Halina Abramowicz说。例如,该理论无法解释暗物质,这是一种不明物质,其质量是解释宇宙观测所必需的,例如星系中恒星的运动。它也不能解释为什么宇宙是由物质组成的,而反物质则非常罕见。新碰撞的支持者声称,仔细审查死神的圣约希格斯玻gayvideos色子可能会指出科学家们正朝着解决这些谜题的方向发展。但是,在科学家中,对新的,昂贵的加速器的需求并不普遍,特别是因为不清楚机器究竟会找到什么。

最接近重生之炮灰农村媳的是日本北部的国际直线对撞机。与大型强子对撞机(其中的粒子围绕环形运动)不同,ILC将沿着直线加速两束粒子,在20公里长度上直接相互加速。而不是将质子撞在一起,它会碰撞电子和他们的反物质伙伴,正电子。但是,在一个不好的迹象中,日本科学理事会的一个多学科委员会在2018年12月的一份报告中反对该项目,敦促政田纪香宫洁丸曝光府对其表示谨慎的支持,并质疑预期的科学成就是否证明加速器的成本合理,目前估计大约50亿美元。支持者认为,国际法委员会计划粉碎电子和正电子而不是质子,这有一些很大的优势。电子和正电子是基本粒子,意味着它们没有较小的成分,而质子由称为夸克的较小粒子组成。这意味着质子碰撞更加混乱,更多无用的粒子碎片会被筛选出来。

THIN LINE 习爱青计划在日本推出的加速器,国际直线对撞机(图示设计),将电子和正电子聚拢在一起,以更好地了解希格斯玻色子。REY HORI。

此外,在质子碎片中,每个质子的能量中只有一小部分实际上会进入碰撞,而在电子 - 正电子碰撞器中,粒子会使加速器的能量承受全部冲击。这意味着科学家可以调整碰撞的能量,以最大化产生的苏椒5号希格斯玻色子的数量。同时,与LHC的13万亿电子伏特相比,ILC仅需要2500亿电子伏特来产生希格斯玻色子。

对于ILC来说,"出现的数据质量会更高,希格斯的数据会更多,"日内瓦欧洲核子研究中心的粒子物理学家Lyn Evans说。每100次ILC碰撞中就有一次冲出希格斯,而在大型强子对撞机的100亿次碰撞中只发生一次。预计日本政府将在3月份决定对撞机。埃文斯说,如果ILC得到批准,那么建设需要12年时间。加速器也可以稍后升级,以增加它可以达到的能量。CERN计划推出一款名为C洗地车ompact Lincx4,奥迪a8,命运石之门ear Collider的类似机器。它也会碰撞电子和正电子,但能量比ILC高。它的能量将从3800亿电子伏特开始,并在一系列升级中增加到3万亿电子伏特。但是为了达到更高的能量,需要开发新的粒子加速技术,这意味着CLIC在未来比ILC更进一步,埃文斯说,他领导了两个项目研究人员的合作。

欧洲核子研究中心的科学家正在计划一种可能会使大型强子对撞机蒙上阴影的粒子对撞机。未来的圆形对撞机将在100公里左右。

在中国和欧洲,另外两个计划中的碰撞器将像大型强子对撞机一样是环形,但是它会使已经巨大的机器相形见绌; 两者都在100公里左右。根据11月正式发布并由王和高能物理研究所倡导的概念性计划,圆形电子正电子对撞机(CEPC)在中国尚未确定位置,将电子和正电子以2400亿电子伏特碰撞。之后可以升级加速器以更高的能量碰撞质子。科学家表示他们可以在2022年之前开始建造价值50亿至60亿美元的机器,并准备在2030年之前完成。在欧洲核子研究中心,拟议的未来圆形对撞机(FCC)也将分阶段运行,在碰撞质子之前神艺缘碰撞电子和正电子。根据国际研究小组1月15日发布的报告,最终目标是达到100万亿电子伏特的质子碰撞,是LHC能量的7倍多。与此同时,科学家已将LHC关闭了两年,同时他们将机器升级为稍高的能量。另外,在2026年,称为High-Luminosity LHC的加强型版本将上线,并将质子碰撞率提高至少五倍。

大型强子对撞机内部。图片来源:Couleisimaortesy CERN。

大型强子对撞机建成后,科学家们相信他们会找到希格斯玻色子。但是对于新的唐米拖拉机舞蹈视频设施,没有新粒子的承诺。相反,这些机器的目的是记录希格斯与其他已知粒子的相互作用程度; 在物理学家的术语中,这些被称为"耦合"。希格斯耦合的测量可以简单地确认标准模型的期望。但如果观察结果与预期不同,那么差异可能会间接暗示某些新事物的存在,例如构成暗物质的粒子。一些科学家希望可能出现意想不到的事情。那是因为希格斯是一个谜,粒子凝结成一种类似糖蜜的液体。"为什么这种液体能做到这一点?我们毫不知道,"斯坦福大学的理论粒子物理学家Michael Peskin说。

碰撞模拟睡神me,图片来源:wordcollider。

这种液体弥漫在宇宙中,减缓了颗粒的速度,使它们变得重要。另一个难题是,希格斯的三国之傲世龙腾质量比预期的小荷韵医香十亿倍。标准模型中的某些数字smartdeblur必须经过精细调整,以达到极高的精度,台风猪使希格斯更加沉重,这是物理学家发现不自然的情况。希格斯的怪异暗示其他粒子可能在那里。科学家以前认为他们通过一种称为超对称的理论得到了希格斯窘境的答案,该理论认为每个已知的粒子都有一个较重的伙伴。"在LHC开始之前,人们抱有很大的期望,"Abramowicz说道:一些科学家声称大型强子对撞机会迅速找到超对称粒子。"嗯,它没有发生,"她说。即沈文裕被父亲毁了将到来的对手可能会发现超对称的证据,或暗示新的粒子,但这一次,科学家们没有做出承诺。

在新的加速器中,碰撞将产生奇异粒子雨(图示),包括希格斯玻色子,它解释了粒子如何变化。CERN。

阿姆斯特丹自由大学的理论粒子物理学家胡安罗霍说:"过去,有些人的预期已经明显超出了LHC能力范围。" 当谈到任何新的碰撞者时,"如果我们想在未来几十年保持我们的领域领先,我们应该避免犯同样的错误,"他说。世界各地的研究人员现在正在考虑优先事项,为新的碰撞器和其他粒子物理实验提出论据。例如,欧洲物理学家将于5月召开会议讨论各种方案,努力制定一份名为" 欧洲粒子物理战略更新"的文件,以指导2020年及以后的研究。有一点是肯定的:拟议的加速器将探索未知领域,结果不可预测。Peskin说,围绕希格斯玻色子的未解答的问题使其成为寻找新物理暗示的最明显的地方。"这是我们还没有看过的地方,所以它真的很引人注目。"

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