重启大型强子对撞机本文转自：北京邮电大学出版

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忘了希格斯粒子吧。现在，我们要去寻找现实的根源。在为期2年的改造之后，大型强子对撞机将重新焕发活力，去探测那些更为另类的粒子。就像地平线上闪闪发光的海市蜃楼，这是一片把我们和希望之地隔开的巨大“沙漠” 。在这片希望之地上充满了答案，在那里我们将获得对现实的物质世界的完全认识。
别做梦了：我们无法去往这个天堂。穿越“沙漠”的道路太过漫长而炎热，没有车能带我们去到那里。不过，物理学家的这一愿望正在得以实现：有一台机器刚刚从2年的沉睡中醒过来，它可以让我们迈出决定性的一步，甚至可能揭示出距离我们较近的答案。
它就是大型强子对撞机（LHC），坐落在瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究中心。这台
威力最大的粒子对撞机因其在2 0 1 2年发现了希格斯玻色子而威名远播。现在，它将去探测标准模型中最后一片未知的区域，而我们目前有关物质及其相互作用的最好理论便是标准模型。
粒子物理学家用能量来进行度量。通过爱因斯坦著名的质能方程E = mc2 ，以高速相互
撞击的粒子会把它们的质量转化成巨大的能量，后者反过来会形成更大的其他质量粒子。
我们的宇宙始于一次高温高密的大爆炸，因此通过加速粒子获得的碰撞能量越高，我们
就越接近宇宙和物质本身的起源。
通过这一方式， LHC 以及此前的对撞机已让我们开始探测和研究标准模型。这个理论
描述了构成物质的基本粒子，即轻子和夸克，以及负责承载三种基本作用力——电磁力、
弱核力和强核力——的粒子。
这一理论至高无上的荣耀是希格斯玻色子。这个粒子代表了一种无处不在的无形实
体——希格斯场，正是与它的相互作用使得所有其他基本粒子获得了质量。对解释早期
宇宙中的一个关键时刻而言，希格斯玻色子是必不可少的。最初，电磁力和弱核力同属统
一的弱电力，直到在大爆炸后1 0-1 2秒希格斯场开启。它的出现打破了力的对称性，赋予承载基本作用力的粒子以不同的质量。自此，由无质量光子承载的电磁力可以作用于无穷远的距离，由大质量W 和Z 玻色子承载的弱核力则被限制在了亚原子的尺度上。
完整但不完全
早在1 9 6 4年，希格斯场的存在就已经被预言，但发现它需要达到LHC拥有的能量：质子之间迎头撞击产生8万亿电子伏特的能量。在当时，即便假设它确实存在，理论物理学家也不能确定希格斯玻色子的质量应该有多大。不过，这是个“旱涝保收”的局面：即使被证明仅仅是个数学幻象，它也将促使标准模型得到修改并从头再来。
最终，科学家发现这个难以捉摸的粒子具有1 2 5 0亿电子伏特的质量，处于LHC 的能
量范围之内。理论物理学家被证明是正确的。2 0 1 3年1 0月，希格斯玻色子理论的两位先驱弗朗索瓦·恩格勒和彼得·希格斯分享了当年的诺贝尔物理学奖。
不过，这里还有一个问题：虽然标准模型已经完整，但它是不完全的。这个理论并不包含暗物质。这是一个相当大的疏漏，毕竟根据对星系运动的观测，这些不可见的物质占
据了宇宙中所有物质质量的8 5% 。它也没有告诉我们正常物质和反物质之间的微小不平
衡最终是如何让正常物质充满整个宇宙的。对宇宙中的第四种基本作用力引力，它更是保