欧洲核子研究组织为寻找未知粒子建立新实验开了绿灯

经过多年的准备，CERN 批准了一项新实验：寻找隐藏粒子(SHiP)。物理学家阿列克谢·博亚尔斯基从一开始就参与其中。 “我们知道有些物理学缺失，我们的目标是找到它。”

“最终，我们试图用一个理论来捕捉整个宇宙，”莱顿物理研究所理论物理学教授博亚斯基说。 “标准模型似乎就是这样，但总是缺少一些东西。随着 2012 年希格斯玻色子的发现，我们认为这个模型已经完成了，”他说。 “但后来我们意识到这是不可能的。”

“这个故事始于 2006 年，当时我们只是几个有想法的理论家。2013 年，我们 16 岁，发表了一份意向书。现在这是 18 个国家 54 个研究所之间的合作。在莱顿，许多研究人员已经研究了SHiP 背后的理论，甚至推广它。”

“你看，我们观察到的事情根据标准模型应该是不可能的。这不是你可以忽视的事情。”博亚斯基解释说，存在三个谜团。 “我们的第一个谜团是众所周知的：暗物质。其次，我们了解到中微子具有质量，尽管它们不应该有质量。最后，规则物质比反物质多得多，尽管我们预计两者的数量相等。 ”

这位教授表示，这意味着一定有新的物理学有待发现。 “它可能只是一些新粒子。但它也可能是一些突破性的东西，需要我们重新思考物理学的基本概念。”

建造巨型中微子探测器

几十年来，寻找新粒子的方法一直是建造越来越大的粒子加速器，例如欧洲核子研究中心的大型强子对撞机。建造这些机器需要多年的时间和资源，但到目前为止，还没有任何迹象表明博亚斯基正在追求的物理缺失。 “还有另一种类型的实验可以为我们提供我们正在寻找的答案，但它从未被追求过。”

现有设施集中于所谓的能源前沿。这适用于相对较重、寿命较短的颗粒。当它们高速碰撞时，它们就会衰变成其他粒子。博亚斯基和他的同事建议探索强度边界。希望能够观察到更稀有、更轻、几乎不与任何物体相互作用的粒子。 “我相信我们有同等的机会在每个前沿领域找到缺失的物理学。”

新探测器将使用来自欧洲核子研究中心现有设施的质子束，并将其撞击到专门设计的目标上。 “这会产生大量粒子。已知的粒子将被过滤掉，我们将看到剩下的东西。希望有新的粒子，”博亚斯基说。 “我们现在的挑战是尽快开始建设。只有当前设施在周期之间关闭时，我们才能做到这一点。下一个机会是在 2026 年。如果我们错过了，我们就必须再等六年。”

“我很幸运能够参与许多令人兴奋的项目。但这绝对是我职业生涯中最重要的时刻之一。”