尋找希格斯玻色子之外的更小粒子

1964年，英國(guó)科學(xué)家彼得·希格斯提出了希格斯場(chǎng)的存在，并進(jìn)而預(yù)言了希格斯玻色子的存在，假設(shè)出的希格斯玻色子是物質(zhì)的質(zhì)量之源，是電子和夸克等形成質(zhì)量的基礎(chǔ)。有些科學(xué)家認(rèn)為，盡管希格斯玻色子很小，但其或許并非最小的粒子，宇宙中可能還存在著其他更小的粒子，是這些粒子組成了玻色子。最近也有研究表明，這些被稱為“技夸克（techni-quarks）”的粒子很有可能潛伏在宇宙中。

丹麥南丹麥大學(xué)的粒子物理學(xué)家托馬斯·瑞特弗表示，要想找到這些組成希格斯玻色子的粒子，我們需要對(duì)目前世界上最大的粒子加速器——大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）進(jìn)行升級(jí)或者研制下一代粒子對(duì)撞機(jī)才行。“經(jīng)過仔細(xì)梳理，我們找出了幾個(gè)理論，可用來解釋希格斯粒子和希格斯機(jī)制。”

2012年，科學(xué)家們?cè)贚HC內(nèi)發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子的“蹤跡”，這一重大發(fā)現(xiàn)也促使研究希格斯理論的希格斯和比利時(shí)科學(xué)家弗蘭西斯·恩格勒摘得2013年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的桂冠。

天然存在的問題

即使希格斯這樣的基本粒子也有一個(gè)未解之謎。

科學(xué)家們借用這一粒子來解釋為什么組成物質(zhì)的基本粒子（比如夸克和電子等）擁有質(zhì)量。然而，物理學(xué)研究表明，當(dāng)在量子水平上觀察時(shí)，真空并非空無一物，而是充滿了起伏不定的“虛粒子”，虛粒子對(duì)不斷產(chǎn)生并快速湮滅。

瑞特弗解釋道，當(dāng)希格斯粒子通過真空時(shí)，它們應(yīng)該會(huì)同所有的虛粒子相互作用，并在此過程中，讓其質(zhì)量增加到很大值，大約為其在LHC內(nèi)測(cè)量質(zhì)量的1017，因此，希格斯粒子此時(shí)的質(zhì)量應(yīng)該能與普朗克質(zhì)量（約等于2.18×10-8千克）相當(dāng)。……