科学家提出未来20年粒子物理学研究框架

由美国物理协会组织的斯诺马斯夏季研究所于7月28日至8月6日举行。经过9天的密集讨论，来自100所大学和实验室的近700名粒子物理学家达成了一个统一的框架。这个框架计划物理学家如何在未来20年揭示隐藏在物质、能量、空间和时间中的背后的秘密。在过去的两年里，物理学家在理解宇宙的基本定律方面取得了非凡的进步，但是他们仍然在许多方面对宇宙的本质感到困惑。例如，中微子的基本属性，暗物质和暗能量的所有属性等等。仍然很神秘。在去年7月发现了与希格斯玻色子高度相似的新粒子并加深了对它们的确认之后，物理学家提出了粒子物理学未来研究的20年展望，包括未来宇宙研究的框架。下面是对这个问题的简要描述:(1)希格斯粒子不同于迄今为止遇到的任何其他粒子。为什么不同？还有什么不同吗？(2)中微子非常轻且不可预测，在飞行过程中会改变它们的身份。如何使这些特征符合我们对自然的理解？(3)已知粒子占宇宙中所有物质的1/6，留下暗物质。但是这是什么呢？我们能在实验室里探测到这些粒子吗？自然界中还有其他未被发现的粒子吗？(4)自然界中有四种已知的力。它们能统一成一种力量吗？有没有其他科学家没有预料到的新力量？(5)在时间和空间中有没有隐藏的新维度？(6)大爆炸产生了物质和反物质，但我们今天的世界只由物质组成。为什么？(7)为什么宇宙的膨胀会加速？“在粒子物理学领域有很多能量和观点，”美国物理协会粒子和场分部主席乔纳森·罗斯·纳说。“在过去的一年里，我们发现了希格斯玻色子，并在研究中微子行为方面取得了重要成就。但是还有更多的秘密要发现。我们只知道宇宙中不到5%的物质和能量，在未来20年里，什么样的实验能帮助我们扩展这方面的知识？”此外，会议报告还反映了下一代科学家的概念，包括这一领域的研究生、博士生和年轻科研人员的调查结果，他们将成为粒子物理学的中流砥柱。"我们调查了近1000名年轻科学家。"美国锡拉丘兹大学的研究员乔纳森·阿萨迪说，“斯诺的马斯过程仍在计划下一代实验，其中许多长达10年。今天的决定将为未来的年轻科学家创造职业生涯，他们将从现在开始进行这些实验。”最终报告将于今年秋季发布，详细解释每个问题的科学重要性以及探索这些问题所需的科学仪器。会议报告将为粒子物理项目优化小组(P5)提供决策参考，制定战略计划，并为美国能源部和国家科学基金会提供建议。