img

财政

新的研究发现,在这位艺术家的印象中间可视化的亚原子基本粒子的特性如何印在宇宙中可见的最大宇宙结构中,两侧都显示出信用:Paul Shellard科学家正在利用它之间的直接联系

最大的宇宙结构和最小的已知物体,将宇宙用作“宇宙学对撞机”整个宇宙中的星系三维地图和宇宙大爆炸的剩余辐射 - 称为宇宙微波背景(CMB) - 是最大的结构宇宙中天体物理学家用望远镜观察宇宙中的亚原子基本粒子是宇宙中粒子物理学家用粒子碰撞器研究的最小的物体

包括哈佛 - 史密森尼天体物理中心(CfA)的陈新刚来自香港科技大学(HKUST)和钟志贤的王先生来自哈佛大学数学科学与应用中心的人们利用这些极端的大小以创新的方式探索基础物理学他们已经展示了如何通过研究最大的粒子物理学标准模型来推断基本粒子的性质宇宙结构这种联系是通过一种称为宇宙膨胀的过程实现的

宇宙膨胀是最广泛接受的理论场景,用于解释大爆炸之前的情况

这种理论预测宇宙的大小在第一个短暂的部分中以非常快的速度扩张

宇宙创建后的第二个事件这是一个高度活跃的事件,在此期间,宇宙中的所有粒子都是相互创造和相互作用的

这类似于物理学家试图在地面对撞机中创造的环境,除了它的能量可以比人类可以建造通货膨胀的任何碰撞器大100亿倍接下来是大爆炸,宇宙继续扩张超过130亿年,但扩张速度随着时间的推移而减缓在这些充满活力的事件中产生的微观结构在整个宇宙中延伸,导致区域变得更加密集或更少在宇宙演化过程中,随着宇宙的进化,密度大于周围区域,密度较大的区域由于引力而吸引了越来越多的物质最终,最初的微观结构接近了我们宇宙的大尺度结构,并确定了整个星系的位置

宇宙在地面碰撞器中,物理学家和工程师建造仪器来读取碰撞事件的结果然后问题是我们应该如何阅读宇宙学碰撞器的结果“几年前,Yi Wang和我,Nima Arkani-Hamed和来自高等研究院的Juan Maldacena和其他几个小组,发现了这种宇宙学的结果ollider编码在初始微观结构的统计中随着时间的推移,它们被印在宇宙内容空间分布的统计中,如星系和宇宙微波背景,我们今天观察到,“陈新刚”通过通过研究这些统计数据的特性,我们可以更多地了解基本粒子的特性“在地面碰撞器中,在科学家探索新的物理学之前,了解这种宇宙学对撞机中已知基本粒子的行为至关重要,如粒子物理学的标准模型“标准模型中具有不同质量的基本粒子的相对数量 - 我们称之为质谱 - 具有特殊的模式,可以被视为标准模型的指纹,”钟志解释说

香玉“然而,这种指纹随着环境的变化而变化,并且在当时看起来会有很大不同从现在看起来的通货膨胀“团队展示了标准模型的质谱对于不同的膨胀模型看起来是什么样的

他们还展示了这种质谱是如何在我们宇宙的大规模结构的外观上印迹的

这项研究为未来发现新物理的方法“对CMB和大规模结构的持续观察已经取得了令人印象深刻的精确度,从中可以提取有关初始微观结构的有价值的信息,”王毅说

 “在这个宇宙学对撞机中,任何偏离标准模型中粒子预期信号的观测信号都将成为新物理学的标志

”目前的研究只是迈向精确宇宙学将展现其全部力量的激动人心时代的一小步“如果我们足够幸运地观察这些印记,我们不仅能够研究早期宇宙中的粒子物理学和基本原理,而且还能更好地理解宇宙膨胀本身

在这方面,仍有一大堆神秘的东西需要探索“Xianyu说,这项研究在2017年6月29日发表于物理评论快报期刊上的论文中有详细论文PDF文件副本:宇宙学对撞机的标准模型背景资料来源:哈佛 - 史密森尼天体物理中心

News