科学探索|物理学的“圣杯”：希格斯玻色子的简史( 二 ) 物理学的“圣杯”：希格斯玻

大型强子对撞机实验还证实了希格斯玻色子的主要预测之一--标准模型中的其他粒子通过与希格斯场相互作用而获得其质量。这反过来又证实了希格斯粒子在一些基本力量中的作用--例如，如果希格斯玻色子不存在，我们就需要对诸如为太阳提供动力的核聚变反应做出新的解释。
在大型强子对撞机的第二次运行期间，产生了大约800万个希格斯玻色子，ATLAS和CMS团队最近发布了基于这些数据的新研究。这包括它从不同过程中产生的频率，它衰变成哪些其他粒子和频率，以及它与其他粒子的相互作用有多强。在科学家们对它进行的几乎每一次实验中，希格斯玻色子都符合标准模型的预测。

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尽管到目前为止，希格斯玻色子与标准模型的吻合度相当高，但更详细地研究希格斯玻色子可能是科学家们揭开这个框架之外的物理学的门票。
以暗物质为例。证据表明，这种神秘的物质弥漫在宇宙中，并以其强大的引力影响将星系和星团等结构固定在一起。到目前为止，它还没有通过实验被直接探测到，主要是因为暗物质很少与常规物质发生相互作用--但是有一个机会，希格斯玻色子与暗物质发生相互作用的方式可能最终使其被探测到。
希格斯粒子的新测量结果提出的另一个奇怪的难题是，宇宙可能并不像它看起来那样稳定。它目前可能存在于所谓的假真空状态，但在任何时候，宇宙--或它的大部分--都可能突然坍缩成一个真正的真空状态。这可能会完全消除所有物质，或者如果科学家们幸运的话，它可能只是改写了自然法则。
宇宙仍然存在的事实表明，由于其他未知力量的作用，它比科学家们的模型显示的更稳定。希格斯玻色子可以帮助科学家们揭开这些力量。

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它还可能为另一个长期存在的谜团提供新的线索，即为什么宇宙很久以前没有自我毁灭。科学家们目前的模型表明，大爆炸产生的物质和反物质应该是等量的，但如果是这样的话，所有的物质都会在数十亿年前发生碰撞并湮灭。这显然没有发生，表明由于某种未知的原因，创造的物质比反物质多出一部分。希格斯粒子可以帮助科学家们们弄清是什么让“天平”向我们倾斜。
这些深刻问题的答案可能就在眼前。7月初，大型强子对撞机启动了第三次运行，其能量比以前更高。而在2029年，该设施将作为高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）开始新的探索，在一次重大的技术升级之后，将比以往任何时候都更深入地探索物理学。希格斯玻色子将是这些实验中的一个核心内容。