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第一个问题关涉我们作为物质的存在。
没有理由认为在大爆炸中产生了不同数量的物质和反物质,而且我们知道,如果两种如此不同的物质相互接触,它们会在一瞬间湮灭。
那么,为什么反物质完全消失了,而在宇宙中,只有构成我们的普通物质和我们周围的一切还保留着?
宇宙背景辐射告诉我们,所有落到我们这里的物质只是原始物质的很小一部分。
早期宇宙的物质和反物质通过发射光子自我湮灭,其数量之大,我们今天仍然可以在我们周围的宇宙中观察到。
由于一种尚不清楚的机制,在最初时刻存在的十亿个物质粒子中,有一部分在第一次致命的碰撞中存活了下来。
在随后的演化过程中,我们所知道的一切都是从这个小遗迹演化而来的,因此,物质相对于反物质的成功是由我们的存在所证明的:一个细节,一个小细节,我们就在这里。
几十年来,人们一直认为这一切都是由于物质和反物质行为上的不同。
一个微妙的异常,打破了原来完美的对称,这是一切的基础。
人们已经进行了详细的研究,事实上,已经发现了几种机制,这些机制对于物质在粒子和反粒子的衰变过程中的影响很小。
这些差异在标准模型中是可以预见的,但物质的偏差太小,不足以解释我们周围观察到的过量现象。
近年来出现了一种新的假设。
即使在这种情况下,当电弱相变发生时,一切都可以确定。
这取决于这个相变是如何发生的,在那个精确的时刻,大爆炸后的十亿分之一秒,我们的命运被决定了。
在一个物质和反物质等价的宇宙中,在任何时候,它们都可以恢复为纯能量。
希格斯玻色子的一个非常轻微的偏好,可能就足以与物质而不是反物质耦合,这就是它,产生了环绕我们的物质宇宙。
或者说相变发生的方式是决定性的。
也许一切都是在标量场占据整个宇宙之前决定的,在那个奇异空隙中形成的第一批微小气泡中,弱相互作用与电磁作用最终分离。
在这些迅速膨胀的气泡表面,物质和反物质之间会产生非常轻微的不对称性,如果相变非常迅速,就会幸存并变成一种普遍的性质。
这就是它,一个微小的缺陷,一个微妙的不完美,一切诞生都源于它。
一种异常现象产生了一个物质宇宙,这个物质宇宙可以演化数十亿年。
如果一切都是从那里来的,那么就有必要了解每一个细节的关键时刻,以慢动作和不同的角度逐帧地重建它,就像观察世界锦标赛决赛的进球一样。
要做到这一点,有必要建造一个比大型强子对撞机更强大的新加速器。
像未来环形对撞机这样的机器,其质心为100TeV,将是研究希格斯玻色子的潜在理想工具。
自大爆炸以来,希格斯玻色子一直处于远离平衡的状态。
这将需要几年,也许几十年,但迟早我们能够在我们的历史上写下另一个至关重要的篇章。
希格斯玻色子可以解决的第二个谜题则更加令人着迷:是什么引发了暴胀的过程,使得宇宙规模在生命早期阶段膨胀?
我们知道需要一个标量粒子,即暴胀子,才能触发宇宙膨胀。
新发现的希格斯粒子是标准模型的第一个基本标量粒子。
如果希格斯玻色子就是暴胀子呢?这种可能性是存在的,并引发了激烈的争论。
新的玻色子125GeV的质量,一个非常特殊的值,某些人认为,这将使希格斯玻色子产生类似于所假设的会产生宇宙膨胀的势能:一座具有最小坡度的山,逐渐增长,然后跳入一个潜在的洞。
在某些模型中,标量场的势能甚至可能有两个极小值。
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