在近日由美國物理協(xié)會(huì)組織的斯諾馬斯夏季研究會(huì)上，來自100所大學(xué)和實(shí)驗(yàn)室的近700位粒子物理學(xué)家經(jīng)過9天的密集討論，最終總結(jié)出一個(gè)統(tǒng)一的框架。這一框架規(guī)劃了物理學(xué)家如何在未來20年里揭示隱藏在物質(zhì)、能量、空間與時(shí)間背后的秘密。

在過去兩年中，物理學(xué)家在理解宇宙基本法則方面取得了非凡進(jìn)步，但在有關(guān)宇宙性質(zhì)的很多方面依然覺得困惑。比如中微子的基本屬性、暗物質(zhì)和暗能量的所有性質(zhì)等等問題至今仍保持神秘。而在去年7月發(fā)現(xiàn)與希格斯玻色子高度近似的新粒子并不斷加深確認(rèn)后，物理學(xué)家們提出了一個(gè)粒子物理學(xué)未來研究工作的20年展望，包括了今后要研究的宇宙問題框架。以下是問題簡述：

（1）希格斯粒子與人們迄今為止所遇到的任何其他粒子都不同，它為何會(huì)不同？還有更多的不同之處嗎？

（2）中微子非常輕、難以捉摸而且會(huì)在飛行中改變身份。怎樣使這些特性符合我們對自然性質(zhì)的理解？

（3）已知粒子占了宇宙中所有物質(zhì)的1/6，剩下來的是暗物質(zhì)。但它究竟是什么？我們能在實(shí)驗(yàn)室里探測到這些粒子嗎？自然界還有其他未發(fā)現(xiàn)的粒子嗎？

（4）自然界已知有四種力，它們能否統(tǒng)一成一種力的形式？還有其他科學(xué)家未曾預(yù)料的新力嗎？

（5）時(shí)空中是否存在隱藏的新維度？

（6）大爆炸產(chǎn)生了物質(zhì)和反物質(zhì)，但我們今天的世界只由物質(zhì)組成，為什么？

（7）宇宙的膨脹為何會(huì)加速？

“在粒子物理學(xué)領(lǐng)域有許多能量，也有大量的觀點(diǎn)，”美國物理協(xié)會(huì)粒子與場分部主席喬納森·羅斯納說，“在過去的一年來，我們發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子，并在研究中微子方面取得了重要成果。但還有更多秘密等著發(fā)現(xiàn)。我們對宇宙物質(zhì)和能量掌握的還不到5%，而在未來20年里，將有什么實(shí)驗(yàn)來幫助我們拓展這些知識呢？”

此外，會(huì)議報(bào)告也反映了科學(xué)家們的下一代觀念，包括了對研究生、博士生和該領(lǐng)域年輕科研成員的調(diào)查結(jié)果，而他們將成為粒子物理學(xué)界的中流砥柱。“我們對近1000名年輕科學(xué)家進(jìn)行了調(diào)查?！?美國錫拉丘茲大學(xué)研究人員喬納森·阿薩迪說，“斯諾馬斯進(jìn)程還在計(jì)劃下一代實(shí)驗(yàn)，其中許多長達(dá)10年之久。今天的決定將造就未來年輕科學(xué)家的職業(yè)，從現(xiàn)在開始他們將執(zhí)行這些實(shí)驗(yàn)?！?/p>

最終報(bào)告將于今年秋季公布，將詳細(xì)解釋每個(gè)問題的科學(xué)重要性，以及探索這些問題所需的科學(xué)儀器。會(huì)議報(bào)告將為粒子物理學(xué)項(xiàng)目優(yōu)選小組（P5）提供決策參考，開發(fā)戰(zhàn)略性計(jì)劃并為美國能源部和國家科學(xué)基金會(huì)提供建議。