希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)證實了標準模型的正確性，標志著粒子物理學(xué)領(lǐng)域的一個重要里程碑。不過，科學(xué)家們對宇宙和世間萬物的追尋和拷問遠遠沒有結(jié)束，他們希望，大型強子對撞機（LHC）和未來的大型設(shè)備能夠發(fā)現(xiàn)宇宙中潛藏著的一些新粒子，從而跳出標準模型的窠臼，讓我們對宇宙有更多更深刻的了解。

    美國趣味科學(xué)網(wǎng)站為我們列出了宇宙間可能潛藏的這5種神秘粒子，從引力子到非粒子等。

    1.超膠子、W微子和超光子

    如果“超對稱性（supersymmetry）”理論是正確的，那么，可能有超過一打粒子“養(yǎng)在深閨人未識”，等著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)，因為該理論認為，迄今為止科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的每個粒子都擁有一個與其對應(yīng)的隱藏著的質(zhì)量更大的超級“伙伴”粒子。

    標準模型認為，存在著兩類基本粒子：玻色子和費米子。玻色子是粒子間相互作用力的使者，傳遞這種相互作用力，包括膠子和引力子等；而費米子是組成物質(zhì)的基本載體，包括夸克子、電子和“幽靈般”的中微子等。

    根據(jù)超對稱性理論，每種費米子都同一種玻色子配對，反之亦然。因此，膠子（一類玻色子）會有超膠子（gluinos，一種費米子）、W粒子會有超W粒子（Winos）、光子會有超光子（photinos）分別來與之配對；依此類推，希格斯粒子會有一個名為“超希格斯粒子（Higgsino）”的粒子來與之配對。

    理論總是很美好，然而，不幸的是，對超對稱性理論的擁躉來說，迄今為止，LHC還沒有發(fā)現(xiàn)任何上述神秘粒子的“蛛絲馬跡”。美國哥倫比亞大學(xué)的數(shù)學(xué)物理學(xué)家彼得·沃特就曾經(jīng)指出，這或許表明，這些粒子很可能只是傳說，或許根本就不存在，超對稱性理論可能存在錯誤。

    有例為證。2012年，物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種極為罕見的粒子：由底夸克（用符號B表示）和奇異夸克（用符號S表示）組成的B—S介子，這種粒子由大質(zhì)量底夸克和一個奇異夸克在強相互作用下束縛在一起構(gòu)成，壽命極短。在地球上，很難采用常規(guī)方法找到這一粒子，但當兩個質(zhì)子以接近光速發(fā)生碰撞后的一瞬間，這一粒子可能會出現(xiàn)，然后發(fā)生衰變，煙消云散?？茖W(xué)家們觀察到它們的幾率與標準模型吻合，這意味著，任何超對稱粒子如果存在的話，其將不得不比科學(xué)家們最初希望的要重得多。

    超對稱性理論的另一個缺陷在于，大約存在著105個“自由參數(shù)”，這意味著物理學(xué)家們并沒有很好地限定新發(fā)現(xiàn)粒子的尺寸和能量范圍，所以，他們對于在何處以及如何找到這些粒子自然也是一頭霧水。

    2.超中微子

    超對稱性理論也認為，名為“超中微子(neutralinos)”的不帶電的特殊粒子可以解釋占據(jù)宇宙大部分物質(zhì)密度的暗物質(zhì)。暗物質(zhì)無法直接觀測得到，只能通過其對物質(zhì)的引力拉動作用來探測。美國印第安納大學(xué)的物理學(xué)家波林·蓋格諾表示，在超對稱性理論中，除了超膠子之外，其他攜帶力的粒子混合在一起可能會制造出超中微子。

    科學(xué)家們表示，超中微子可能在早期炙熱的宇宙中形成，而且，為我們留下了足夠多的線索來解釋暗物質(zhì)的存在。

    伽馬射線和中微子望遠鏡將在宇宙間充滿了暗物質(zhì)的地方（諸如太陽或星系核心）搜尋這種神秘粒子的“芳蹤”。實際上，2013年，物理學(xué)家們做出了一個重大的發(fā)現(xiàn)：國際空間站的一個粒子收集器或許已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)的證據(jù)，但科學(xué)家們沒有公布細節(jié)。

 激光干涉引力波觀測站（LIGO）或能間接揭示引力子的存在

物理學(xué)家們正深入地幔內(nèi)部搜索非粒子

    3.引力子

    引力子和引力波的物理特性讓晚年時期的愛因斯坦困惑不已，不僅如此，它也成為很多物理學(xué)家們心頭的“一根刺”。愛因斯坦和物理學(xué)家們一直在孜孜不倦地為自然界中的物質(zhì)和力創(chuàng)造一種“大一統(tǒng)理論”，其既能揭示微觀世界中力的作用規(guī)律；也能闡釋宏觀世界中力的活動定律。不過，這種“統(tǒng)一夢”一直沒有照進現(xiàn)實。愛因斯坦的相對論很好地解釋了引力，卻難以解釋量子粒子的行為；而粒子物理學(xué)很好地揭示了粒子的行為，卻無法有效地對引力作出解釋。

    因此，有些物理學(xué)家提出用名為“引力子（gravitons）”的量子引力粒子來解決這個問題。引力子很小，沒有質(zhì)量，主要作用是釋放出引力波。從理論上而言，每個引力子會對宇宙中的物質(zhì)施加拉力，但因為這種粒子與物質(zhì)間的相互作用力非常微弱，所以，使用目前的技術(shù)不可能直接探測到這種隱藏粒子的蹤跡，不過，使用諸如美國加州理工學(xué)院和麻省理工學(xué)院聯(lián)合進行的激光干涉引力波觀測站（LIGO）這樣的工具能間接揭示引力子的存在。

    4.非粒子

    2013年，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種奇異粒子的蛛絲馬跡，他們將這種“翩若驚鴻，婉若游龍”的詭異粒子稱為“非粒子（unparticle）”。這種粒子能攜帶自然界中除了萬有引力、電磁力、強相互作用力、弱相互作用力之外的“第五種力”，也就是遠距離范圍內(nèi)兩個自旋粒子之間的相互作用。在小尺度上，自旋粒子之間的相互作用非常普遍，正是這種相互作用讓磁鐵和金屬內(nèi)電子的自旋方向成一條直線。然而，自旋粒子之間更長距離的相互作用則非常難以捕捉。如果這種力確實存在，它將僅為電子和中子之間相互作用的百萬分之一。

    物理學(xué)家們正在深入地幔內(nèi)部搜索這種非粒子，在地幔深處，數(shù)噸電子緊密地簇擁在一起，與地球的磁場成一條直線，這種現(xiàn)象出現(xiàn)任何微小的擾動都可能揭示非粒子的跡象。

    5.“變色龍”粒子

    物理學(xué)家們也提出一種更飄忽不定的粒子：變色龍粒子，其質(zhì)量可能會不斷發(fā)生變化。如果這種粒子確實存在，那么，它或許會成為打開暗物質(zhì)和暗能量之迷宮的“鑰匙”。

    2004年，物理學(xué)家們描述了一種假象中的力，其能隨周圍環(huán)境而發(fā)生變化：在那些粒子緊密簇擁在一起的地方，比如地球或太陽上，這種變色龍粒子僅僅施加弱作用力；而在那些粒子比較松散的地方，其會施加強作用力。這或許意味著，在早期宇宙物質(zhì)分布致密的環(huán)境中，它以微弱的形象出現(xiàn)；后來隨著時間的推移，星系從宇宙中心慢慢向外擴展，其變得越來越強大。#p#分頁標題#e#

    為了找到這種“來無影、去無蹤”的力，物理學(xué)家們需要發(fā)現(xiàn)變色龍粒子存在的證據(jù)。迄今為止，這種搜尋工作仍然一無所獲，但科學(xué)家們并不死心，相關(guān)實驗仍在有條不紊地進行著。