粒子物理没走到尽头

发布日期:2022-12-09 06:21:29

Ï本报讯(记者倪思洁)“粒子物理研究将回到依靠实验指引的范式上,离开‘验证标准模型’的范式。”在近日举行的基础科学促进可持续¤发展国际沙龙上,中国科学院院士、中国Ι科学院高能物理研究所所长王贻芳说。

上世纪50年代,大量新粒子被发现,粒子物理从原子核物理研究中独立出来,成为一门新的学科。其研究范式是以实验现象ç为指引。自60年代末“标准模型”被提出ý以后的半个多世纪里,粒子物理研究的主要范式੖变成了通过实验发现和验证标准模型的预言。

粒子物理的标准模型包含12种基本粒子和4种相互作用力,12▨种基本粒子就像“砖块”,4种相互作用力就像“水泥”,“砖块”与“水泥”共同构建出粒子物理的“大厦”。“非常漂亮,也非常简单。”ξ王贻芳说′。

标准模ࣻ型的理论研究8次ç获得诺贝尔奖。实验物理学家通过发现所有预言的基本粒子,9次获得诺贝尔奖。࠽相关加速器与探测器技术也斩获3次诺贝尔奖并得到广泛应用。

但就在标准模型预言 逐一被验证后∞,一个问题出现了:“粒子&#256d;物理走到尽头了吗?”

在王贻芳看来,标准模型不是粒子物理的“Ρ终点”,但粒子¹物理的确走到了一个“转折点઎”。

“标准模型上空依然飘浮着乌云。”王贻芳说,他们发现中微子ક的质量不为0,这与标准模型是矛盾的;w玻色子质量与标准模∧型预言之&#260e;间的偏离达到7倍标准偏差;此外,还有很多理论和实验不符合的现象……

目前,在全球粒&子物理实验图谱中,位于核心的依然Ε是粒子物理的标准模型。标准模型的外围有希格斯粒子性质等需要解决的科学问题,也有超对称模型等需要检验的理论模型。▣

王贻芳认为,下一步,粒子物理需要寻找一个更新的理论,而这一步将是以实验为指导的,“未来,我们没有了理ભ论â模型的指引,需要通过实验找到发展路径和新的Š理论模型”。

“中国科学家在粒子物理标准模型的建立过程¯ˆ中没有太多贡献,现ƒ在粒子物理走到这样一个转折点的时候,中国科学家是不是有可能提出一些重大问题,并提出解决问题的思路?”王贻芳这样问道。

他介绍,我░国粒子物理研究从夸克起步,通过北京正负电子对撞机(BEPC)奠定了物理、加速器、Ô探测器各方面的基础,在国际上有了一席之地。从大亚湾中微子实验到江门中微子实验(JUNO),我国中微子研究走到了国际最前沿,有望实现领跑。环形正负电子对撞机(CEPC)可以让中国通过希格斯粒子研究走到国际粒子物理舞台中央Ä。

ⓢ关于这些实验的最新进展,王贻芳透露,BEλPCII将于2024年完&#25b2;成升级改造,并运行至2030年退役,届时于1981年建成的BEPC的科学寿命将达到50年,总造价花费为8.8亿元。

êJUNO将于2023年建成,建成运行后将有能力测量中微子的质量顺序ੌ,对中微子≡混合参数的测量将比过去提高约10倍,同时有能力研究超新星中微子、地球中微子等。

છCEPC设备国产化率将超过90%以上,已成立的“CEPC产业联盟”有70多家高新技术企业参与,覆盖电子、真Μ空、微波、磁铁、超导、Ο低温等多个领域,将推动一批企业占领国际市场,引领行业发展。

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