二十一世纪高能物理展望_趣味物理-查字典物理网

研究物质及其作用和基本规律的物理学是自然科学各学科的重要基础。物理学的发展，极大地丰富了人类的知识宝库，是自然科学发展的重要推动力量，是近代技术发展的主要源泉，对人类现代文明和社会进步起了重大作用。

粒子物理学是探索物质结构的基本组成成分、它们的性质以及它们之间相互作用规律的物理学前沿学科，由于这种研究需要借助于高能实验手段，因此粒子物理也称高能物理。

·21世纪初，欧洲的大型强子对撞机(LHC)寻找希格斯粒子可能有结果，找到了自然高兴，找不到则应寻求对称性破缺本质的新途径，这将是对标准模型的一个挑战，LHC上能产生大量的夸克，无疑会对夸克特性的了解起重要作用，LHC也有希望发现新粒子和新现象。

·美国的重离子对撞机(RHIC)的结果会是十分激动人心的，可模拟宇宙大爆炸最初期的情况，并有可能使人们第一次观察到夸克──胶子等离子体及解除夸克的禁闭，诸多的"粒子工厂"会提供高精度的实验室，对标准模型进行更精确的检验，研究粒子──反粒子变换及宇称联合反演(CP)破坏的规律，寻找标准模型以外的新现象。

·加速器新原理、新技术的研究还将继续，能量为500GeV──1TeV的电子直线对撞机将在21世纪头十年建成，它将保留电子对撞机成本低的优势，可以建成跨克工厂。

·由于加速器的价格越来越高，因此加速器、探测器新理论的探索研究将会加快速度，期望在2020年有突破性进展。

·利用宇宙线和核手段进行的非加速器粒子物理研究在21世纪还会进一步发展，人们有理由期望暗物质寻找、中微子质量测量、中微子振荡、太阳中微子亏损、质子衰变等问题会得到解答。

预计21世纪20年代将是一个高能物理活跃的年代，丰富的实验事实，包括一些新的发现以及理论的进展，使得我们对以下的基本问题有进一步认识或全新的见解：

1．希望发现21世纪未曾发现的新粒子和新现象，尤其是超越标准模型的理论所预言的新粒子，例如超对称粒子。

2．夸克、轻子是否只存在三代，它们是最基本的吗?

3．质量的起源是什么?不同基本粒子的质量是由什么决定的?

4．CP破坏的起源是什么?

5．超对称，人工色，大一统理论是否正确?

可以说，上述几个基本问题，既是对21世纪物理学的挑战，又是21世纪新物理的起点和可能的突破口。在解答以上问题的过程中，一种以实验为依据，在标准模型基础上发展起来的基本理论建立起来，人们对微观世界的认识又将大大往前迈进，正如瑞典皇家科学院在1995年10月颁发诺贝尔物理学奖的通报中所宣称的:人类总是探究其自身在自然界中的地位，力图发现哲学上和物理学上的相似问题的答案。人类之家，即宇宙，创生于大爆炸。"宇宙因何存在?""什么是宇宙的最小的组分，它们的性质是什么?""对宇宙的过去和未来，它们会告诉我们一些什么?"如此等等，诺贝尔物理学奖的桂冠获得者在这种探索中已做出权威性的贡献……这是对任何一种基本粒子在人类认识自然的进程中的地位的普遍性阐述。

【二十一世纪高能物理展望】相关文章：