2016年，物理学家们会为什么“刷屏”

有一首歌说:当它最明亮的时候，它总是最迷茫；最忙的时候，也是最难过的时候。繁华过后，风中一片憔悴。物理学界似乎也是如此。自2013年大型强子对撞机(LHC)证实希格斯玻色子的发现以来，物理学家们似乎陷入了沉默，希格斯玻色子“赋予其他粒子质量”。迄今为止，许多与宇宙有关的问题仍悬而未决。

然而，蹲下只是为了跳得更高；沉默只是为了积聚更多的能量。2016年，物理学家可能会给我们带来更多惊喜。今年，他们将更深入宇宙和物质，并可能发现新的粒子，揭开像引力波和暗物质这样永恒的神秘面纱。

经过一千年的希望，引力波有时会引起涟漪。

2016年2月11日，天体物理学史上的一个里程碑，美国科学家宣布首次直接探测引力波，证实了爱因斯坦100年前对广义相对论的预测。就像望远镜的发明或无线电波在太空中的发现一样，引力波已经迎来了一个宇宙观测的新时代。

在此之前，世界各地的科学家兴奋、焦虑，并努力工作多年。2014年3月，包括美国哈佛-史密森尼中心在内的一个联合研究小组宣布，在宇宙中发现原始引力波就像一块激起一千层波浪的石头，科学家们“欢迎这股热潮”但是在2015年1月，这个由美国科学家和来自欧洲航天局(欧空局)普朗克卫星的科学家组成的团队正式证实了这一发现是一个错误。2015年9月，《科学》杂志称，澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的帕克斯望远镜进行了11年的搜索，没有发现引力波。这些科学上的波折确实令人遗憾，但对于那些一直有“知道山中有老虎，并倾向于在老虎身上行走”精神的科学家来说，这并不能阻止他们继续探索宇宙。与外界隔绝多年的LIGO终于听到了13亿年前两个黑洞碰撞产生的“巨大噪音”，并在2016年探测到了引力波。

引力波是由爱因斯坦在1916年发表的广义相对论中提出的，被认为是宇宙中空间和时间的涟漪。理论上，引力波携带重力辐射。科学家预测，诸如中子星、超新星和大爆炸等各种物体可能会在宇宙中留下引力波的痕迹。它可以帮助科学家追溯到宇宙产生之初的一个非常短暂的快速膨胀时期，即所谓的“激增”时期，而宇宙激增理论可以解释一些大爆炸理论无法解释的难题。

然而，在她开始走向我们的新粒子或“出现”之前，我们打了一千次电话并催促她

粒子物理学领域最大的新闻可能是，世界上最大的粒子加速器——LHC的两个独立实验，发现了一个潜在的转瞬即逝的新粒子的线索。

英国杂志《自然》网站2015年12月28日的一份报告指出，欧洲核研究中心(CERN)的LHC可能发现了一种新粒子。这种吸引人的“可能性”吸引了理论物理学家的注意。相关论文在短短两周内大量涌现，有95篇研究论文致力于这个假设的新粒子。

科学家对此提供了许多解释。一些人认为它是一种超对称粒子(SUSY)，而另一些人认为它可能是LHC在2012年发现的希格斯玻色子的表亲，或者是引力子。

加州理工学院的物理学家肖恩·卡罗尔(Sean Carroll)在1月3日接受美国趣味科学网站采访时表示:“将有大量实验证据表明，一种新粒子被发现，其质量约为质子的800倍。我们希望澄清相关信号是否可靠。”

到目前为止，科学家获得的证据尤其基本。由于随机性而不是真实粒子产生信号的概率大约是四分之一。对于外行人来说，这个结果可能已经很好了，但是物理学家正在寻找“五西格马”结果，也就是说，信号随机性的概率只有350万分之一，这是一个很长的路要走！

如果有这种质量的神秘粒子在太空中游荡，而物理学家不知道它在哪里，或者没有理论来预测和解释这种粒子，那么科学家们可能会匆忙进行研究来填补这个空白。

美国锡拉丘兹大学的物理学家谢尔顿·柊司解释说，今年，LHC的两个实验将获得10倍于当前数据量的数据，因此科学家将知道这是统计问题还是新粒子的原因。

暗物质出现在另一个村庄

科学家普遍认为宇宙似乎隐藏了大部分物质。宇宙中80%以上的物质由一种神秘的物质组成，既不发光也不吸收光。望远镜很难观察到她的“美丽图像”。科学家称之为“暗物质”。暗物质似乎对宇宙中的发光物体施加引力，导致宇宙不至于分崩离析。

暗物质这个名字是由古怪的加州理工学院天文学家弗里兹·兹维奇在20世纪30年代创造的。尽管迄今为止已经有数百个模型，并且已经在地球上建立了十几个搜寻暗物质的实验室，但美国、欧洲和日本已经分别发射了多个空间探测器来搜寻暗物质信号，科学家们也像大海捞针一样撒下了网，但暗物质仍然悬而未决，没有人确切知道谁是暗物质——它由什么组成以及它是如何工作的。加拿大莱斯布里奇大学的物理学家苏亚·达斯说，一些科学家希望有人能在2016年解开这个谜团。

许多科学家认为暗物质由弱相互作用的重粒子组成。暗物质的直接探测实验通常使用低温探测器或惰性液体探测器，它们位于地下深处，距离地球表面数百米甚至几公里，以消除可能导致原子核被触碰的各种背景噪声，包括来自环境和宇宙的各种高能粒子。

今年，许多地下探测器，包括加拿大安大略省萨德伯里的SNOLAB地下实验室和意大利大萨索国家实验室，正计划直接探测暗物质粒子。

暗物质和暗能量的研究是基础物理研究中最前沿的方向之一。突破和重要进展将极大地促进我们对物质世界微观结构和宇宙演化的理解。

莫道前面的路充满了灰烬，俯身耕耘，充满了希望。

除了上述物理学中的“著名”谜，科学家们还可能在其他地方取得突破。例如，在LHC进行的实验也应该能够证明由目前已知的亚原子粒子组成的奇怪粒子，例如完全由夸克组成的“五夸克粒子”和“四夸克粒子”。此外，LHC也有望获得超对称理论的线索(每个物质粒子都有反物质粒子存在)。

还有其他问题需要澄清。达斯举例解释说，虽然科学家已经证实广义相对论在相对较小的范围内工作，但还不能确定广义相对论是否能跨越很长的距离，也就是说，在宇宙范围内工作。物理学家发现宇宙正在加速膨胀。许多人认为这是由于暗能量，它与重力相反，向外推动物质。但是另一种可能性是，在宇宙尺度上，重力崩溃没有影响。