翻譯壹篇英文文章《The race to break the standard model》
因此，物理學家壹直在試圖超越標準模型以往任何時候都因為它是把20世紀70年代。實際上，他們將打破該模型與實驗數據，違背其近乎完美的方程。然後，從它的碎片，他們必須建立壹個新的，更好的理論。大型強子對撞機（復合） ，壹個巨大的粒子加速器在歐洲核子研究中心，歐洲粒子物理實驗室附近，瑞士日內瓦，是最新試圖打破標準模型-之壹，許多人認為所有，但成功的保證。在龐大的能源產生將迫使粒子領域的標準模型無法貫徹。在比賽中超越現狀“的復合體是迄今最喜歡的”說，弗蘭克威爾茨克，壹個理論家在麻省理工學院在劍橋誰贏得了2004年諾貝爾物理學獎，他的工作所依據的標準模式。
但是，復合不是唯壹的。幾十年來，物理學家曾試圖超越標準模型的各種方法，有時加速器，有時用精密測量驚險罕見的事件，有時觀察外層空間。在時間的復合體得到充分加速-它的第壹批結果預計不會，至少到明年夏天（見'的阻擋對撞機' ） -壹些實驗組認為他們有壹個戰鬥的機會抓住第壹個獎。他們的任務將難以：標準模型是壹項艱巨的壹塊工作，抵制壹切方便和明顯的攻擊。打擊它，實驗將需要前所未有的靈敏度，眾多的數據，超過壹點點運氣。這裏破敗的英雄誰覺得幾年最多的任務。
Tevatron
雖然得到了復合質子加速，世界上其他重量級粒子加速器賽車打破標準模型首次。自2001年以來， Tevatron ，位於費米實驗室在巴達維亞，伊利諾伊州，壹直在加速質子和反質子在能源約1萬億電子伏特。
這是只有七分之壹的最終能源的復合體，但總能量是不是壹切在尋找新的物理學。碰撞會產生新的粒子以外的標準模型是極其罕見的，這意味著不再是壹個加速器運行和更多的數據積累，更好的機會找到的東西。因此，壹段時間，至少Tevatron將繼續有壹個數據，領先的復合體。即使是夏天到2009年， Tevatron將有幾倍的數據總量超過其新的競爭對手。
已經這些數據顯示出壹些誘人的，如果暫時的，暗示的東西超出了標準模型。壹個有偏差的測量粒子被稱為奇怪的乙（布）介子。該旅館是壹個奇異誇克和反誇克底部，它是最重的所有介子。根據規則被稱為電荷宇稱對稱性，標準模型預言的旅館衰變以同樣的方式作為其反粒子（提出的反奇怪底部和誇克） 。但是，測量兩個暗示的差異及其衰變。據德米特裏傑尼索夫，發言人的D -零實驗在Tevatron ，這壹差異可能是壹個重要的線索在尋求發現。這可能預示著存在新的，充滿異國情調的粒子，或以前未知的原則。在任何情況下，傑尼索夫說， “這是壹個激動人心的測量。 ”
異常的旅館並不是唯壹的怪人出現在加速器，增加了羅伯特Roser ，壹個發言人Tevatron的其他主要實驗，碰撞探測器實驗室，或民防部隊。不尋常的功能衰減的對頂部和反頂誇克了他的好奇。同樣，他承認，這遠不能肯定。但壹些這些信號可能是重要的， Roser說。 “當您新增的數據之壹， [這些不正常現象]可以成為現實。 ”
也許這並不奇怪，更懷疑的看法來自約翰埃利斯，壹個在歐洲核子研究中心的理論家。是的， Tevatron可以提供壹些誘人的暗示說，埃利斯，但它是不可能作出明確的發現之前，復合體是強大的。在世界上的粒子物理，他指出，沒有構成發現，直到它是衡量五個σ （ 5個標準偏差的平均值） ，相當於99.99994267 ％的準確度。更多的數據比Tevatron積累了迄今將需要達到嚴格的標準，該探測器是不可能使這些大幅上漲之前，它是超越了其新的競爭對手。 “我認為它會非常，非常難的Tevatron ， ”埃利斯說。 “我只是不想看到他們之前獲得的復合體始於去迸發。 ”
宇宙
雖然高能量物理學家聚集在他們的機器的控制室，另壹組物理學家正在尋找的天堂。因此，他們希望找到的東西打破了標準模型-如果宇宙的合作。
最主要的，他們的航天器將尋找跡象表明暗物質的幽靈物質，可以彌補多達85 ％的事項宇宙中。天文學家知道，暗物質的存在不僅是因為它的引力對星系及其對宇宙的形狀;它似乎傳遞正確的通過什麽樣的普通物質中發現恒星，行星和人民。據推測，暗物質是壹種煙霧顆粒很少，如果有的話，反應的普通品種。但是，沒有人是相當確定這些粒子可能-除非他們不占的標準模式。
壹位候選人是來自'超對稱理論，預測，每壹個粒子的標準模型，另壹個躺在較重的合作夥伴以外的模式。最輕的超對稱夥伴被稱為neutralino ，並預計將剛才的權利性質是暗物質。
Neutralinos本身將不會被望遠鏡，軌道或以其他方式。但是，定期，兩個neutralinos可能發生碰撞和消滅-創造壹個淋浴普通的粒子軌道探測器可能回升。尤德夫（載荷為探索物質的反物質和輕核天體物理）實驗已經看到壹個有趣的線索。該衛星傳播的工具收報盈余的反電子，可能已經產生的黑暗物質annihilations （見自然454 ， 808 ; 2008年） 。 “這是壹個美麗的結果，說： ”格拉謝Gelmini ，物理學家在加州大學，洛杉磯，誰看到東區的數據。不過，她補充說，復雜的測量需要謹慎。
第二，最近推出的衛星還可以現場不幸去世的neutralino 。在費米伽瑪射線太空望遠鏡是美元690萬美元的空間文書，旨在掃描整個天空的超高能量光子。這是可能的，這種γ射線可以建立由neutralino碰撞，在這種情況下，他們將顯示為無處不在煙霧中的軌道探測器的天空地圖。 “這將是壹個驚人，驚人簽字，說： ”史蒂芬酒店，該望遠鏡項目科學家，美國航天局戈達德太空飛行中心綠地，馬裏蘭州。
這些簽字，如果他們發現並確認的時間，肯定有機會戰勝復合體在尋求突破的標準模型，特納說，邁克爾，壹個宇宙學家在芝加哥大學的在伊利諾伊州。但是，酒店指出，雖然在技術上天體物理學會首先作出這樣的發現，他們不能做更多的事情了。反電子， γ射線和其他類似的簽名可以提供物理學家只有壹個粗略的大規模壹系列新粒子，並更不用說超對稱如何可能的工作。由於這些原因“仍然會有大量的必不可少的問號” ，說酒店-問題，就必須解決的復合體。
不可阻擋的對撞機
至於自然到新聞界，大型強子對撞機（復合）在歐洲核子研究中心，歐洲粒子物理實驗室日內瓦附近，即將循環第壹質子。但有很多事情要做的機器前制作發布的科學發現。在未來的幾個月，甚至運營商微調對撞機本身，其他物理學家將設法讓實驗間隔周圍環啟動和運行。
開關探測器上的大小建設是壹項不小的任務。每種樂器是成千上萬的小探測器，它必須同步軌道的粒子所產生的碰撞。該探測器目前正在進入調整利用宇宙射線來自外層空間說，彼得珍妮的發言人阿特拉斯（環形復合體裝置）的實驗。但是，觀看真正的粒子碰撞將是壹個完全不同的問題。碰撞質子束將產生數以億計的獨特的'事件'每壹秒鐘，每壹事件，包括數百或數千碎片粒子飛行外向從碰撞點。由於探測器的目的是跟蹤大多數或所有這些粒子單獨，結果將是更多的數據遠遠高於experimentalists可以處理。幸運的是，絕大多數的碰撞會產生，這只是壹起普通。因此，實驗者已經配備的電子探測器' triggers'that單獨的有趣碰撞的休息。例如，壹個簡單的標記將觸發碰撞produce'muons ' -粒子，可創造的衰變更大規模的粒子。每個觸發將被設計為保存證據某種有趣的活動，每個國家都必須認真加以調整，根據珍妮。
經過數據的篩選，他們必須analysed.To為此，數據從實驗將被發送到成千上萬的物理學家通過大規模的網格計算，可以穿梭PB的數據，大學實驗室，遍布世界各地。初步試驗進展順利，吉姆Virdee說的發言人契約μ介子螺線管（不育系）在歐洲核子研究中心實驗，另壹項重大試驗，並在阿特拉斯隊和不育系現在鉆探與計算機生成的實際數據。
假如壹切順利，珍妮和Virdee都說，結果最早可能在2009年夏天。到那時，加速器應已運行了幾個月的充分7萬億電子伏的力量，有時間已經理清任何技術問題。
請問復合找到壹些新的物理學中，首先運行？有可能。該機器將會碰撞粒子大約7倍的能量，目前世界上領先的加速器，在Tevatron ，位於費米實驗室在巴達維亞，伊利諾伊州。這是壹個大跳躍，它原則上，才有可能看到新的粒子幾乎立即表示， Virdee 。 “妳不需要很多數據，以探測超出實驗室做了， ”他說。
費米實驗室的物理學家懷疑這是可以理解的這種評價。花了兩個整年工作的物理學家在Tevatron可以充分把握其特點的實驗，說
羅伯特Roser ，壹個發言人在碰撞檢測實驗室。甚至與更高的能量，將需要大量的碰撞中找到壹些新的，德米特裏傑尼索夫說，在壹名發言人費米實驗室的D -零的實驗。 “壹個質子對撞與質子中心的檢測是不夠的， ”他說。 G.B
黑暗
其他物理學家選擇黑暗的光。從他們的lairs內廢棄礦山和交通隧道，他們觀看了壹些高度敏感的探測器，可以找到直接簽字的暗物質，包括超對稱neutralinos （見自然448 ， 240 ; 2007年） 。
大約有50個不同的計劃，這種探測器，但它們都遵循同樣的基本概念。采取壹些東西妳覺得可以應付的暗物質，將其放置地下深處，以保護它從宇宙射線和其他破壞性的影響，並等待什麽發生。 “這就像看基層成長，說： ”威爾茨克。
雖然他們也許不是最令人興奮的方式擊敗了復合體，這些探測器正在顯著進展。壹個實驗中，低溫暗物質搜尋二，或CDMS二，目前正在積累數據的在蘇丹礦井深處明尼蘇達州。其經營目標是三冠王其目前的敏感性今年年底。另壹項實驗要求XENON100 ，位於隧道意大利大薩索山，隨時有機會第壹次出結果之前，復合的探測器能完成處理他們的調查結果。 “外地會這麽快，有這麽多的競爭，這是不容易生存的時刻，說： ”選手阿波西勒，主要調查員XENON100在紐約哥倫比亞大學。 “這是壹個驚人的時間。 ”
再加上這些前景，壹組聲稱，它已經發現了暗物質在其探測器。今年早些時候，按需分配/天秤座（暗物質大批量碘化鈉珍稀過程）實驗，也在大薩索國家實驗室宣布，它已看到了信號在其最新壹代的探測器（見自然452 ， 918 ; 2008年） 。但他們發現有其他團體難倒說，阿波西勒，其實驗坐落在壹個地窖旁邊的按需分配/天秤座。沒有其他人尚未能夠確認信號，而事實上，調查結果從其他球隊看起來是矛盾的，她說。 “我們肯定不會壹致。 ”
盡管這些探測器似乎是在改善跨越式發展，他們有壹個致命的弱點：他們只是工作，如果迄今看不見的黑暗物質粒子相互作用，至少偶爾會，並定期此事。沒有保證，這種情況下，埃利斯說。至於他的關心，使這些實驗的“球在黑暗中。 ”
不過，埃利斯承認，有機會，這些深奧的搜索可能會設法看到面前的復合體可以。 “我認為，黑暗物質家夥是jokers的包， ”他說。
中微子
今後幾個月將是壹個咖啡因燃料模糊的大部分這些科學家爭先恐後地擊敗了復合體。但中微子物理學家可以很容易：他們已經新的突破，他們沒有在十年前。
中微子是中性的成員'輕子'家庭的粒子，該集團，其中包括電子。原始版本的標準模型預言，中微子應該完全massless ，但另有experimentalists懷疑。多年來，他們看到少中微子從太陽比理論預測。壹個可能的解釋為赤字，太陽能中微子可以從壹個轉換到另壹個類型。但是，開關將有可能只有當中微子有質量。 1998年，日本實驗飛彈所謂的超級神岡看到了中微子開關的行動，這壹結果是第壹次-迄今為止唯壹的-公司發現，違抗標準模型。
不幸的是，埃利斯說，中微子的質量可容納的標準模型，使只是幾個簡單的修改方程。 “這是有可能增加壹些在相對容易， ”他說。因此，雖然中微子物理學可以說索賠的獎金，他們發現沒有幫助理論家在他們尋找新的物理模型。
但是，中微子可能不只是尚未完成。實驗在美國，歐洲和日本正在發射的中微子束在其探測器的嘗試，以了解更多關於如何切換中微子從壹種到另壹個。確切的細節交換可能有助於縮小可能的領域中新的理論模型，蘭德爾說，麗莎，壹個理論家在哈佛大學，馬薩諸塞州坎布裏奇。
和兩個新的探測器可能會進壹步仍在。歐洲的合作是現在運行的天文望遠鏡和中微子深淵環境研究（火星）探測器在地中海海岸的土倫，法國，和壹隊的美國人正在安裝IceCube的冰層南極洲。同時使用字符串探測器看到高能量宇宙中微子來源驚人的水或冰。安塔裏斯完成今年夏季早些時候，而IceCube大約有壹半的70串的探測器安裝。但是，已經IceCube是美國的5倍以上更敏感超級神岡，根據弗朗西斯Halzen ， IceCube的主要調查員在威斯康星大學麥迪遜分校。 “這不是我們想象的可以找到的東西， ”他說。
究竟這東西可能是為辯論。壹種可能性是中微子產生的黑暗物質粒子被困在Sun的核心。但是， Halzen說，什麽都看到了中微子實驗幾乎肯定會需要采取後續行動的復合體。 “我認為這些實驗是相輔相成的， ”他說。 “但如果妳給我壹個選擇，我寧願看到它第壹次。 ”
成功？
因此，任何能夠對這些項目的最佳標準模型？威爾茨克是持懷疑態度。 “我不是邊緣的我的座位， ”他說。看記錄，看來， “標準模型總是贏” 。他認為，只有復合體隨時有真正的機會，打破現有的模式。
而且也沒有保證，即使是巨型對撞機將找到新的東西。 “超對稱性可以隨時顯示中期至2009年，從來沒有， ”埃利斯說。如果是從來沒有的日期，他說，物理學家將面臨“最大的恐怖情景可以想象。 ” “什麽，我們這樣做呢？ ”他問。
但特納采取了不同的看法。歸根結底，這些實驗和復合體戰鬥的戰鬥在壹起。他相信，通過他們的數據相結合的復合的，標準模型可以擊敗，新物理學會被發現。 “我們正在接近壹個重大革命， ”他說。
傑夫Brumfiel是壹個資深記者自然總部設在倫敦。
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