研究者稱,,存在著“壓倒性的證據(jù)”,,包括宇宙微波背景(圖中黃色部分)中觀測(cè)到的一些現(xiàn)象,,表明暗物質(zhì)組成了將近26%的宇宙,。SMASH模型將暗物質(zhì)及其他一些現(xiàn)象都考慮了進(jìn)來(lái),。
在關(guān)于“粒子物理學(xué)和宇宙學(xué)交界處”的問(wèn)題上,,標(biāo)準(zhǔn)模型也無(wú)法解釋“內(nèi)在天然性”的問(wèn)題,,包括中微子的本質(zhì)和強(qiáng)CP問(wèn)題。
據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,,近日,,物理學(xué)家吉列爾莫·巴列斯特羅斯(Guillermo Ballesteros)及其合作者提出了一個(gè)新的理論模型,據(jù)稱能解決5個(gè)關(guān)于宇宙的物理難題,。該模型被稱為“SMASH”,,是在標(biāo)準(zhǔn)模型(Standard Model)的基礎(chǔ)上做了“最小限度的擴(kuò)展”,只加入了6個(gè)粒子,,就為5個(gè)最困難的基本問(wèn)題提供了解答。
這5個(gè)問(wèn)題分別是宇宙暴脹,、暗物質(zhì),、重子生成、中微子振蕩和強(qiáng)CP問(wèn)題,。此前,,物理學(xué)家嘗試用復(fù)雜得多的方法來(lái)解釋這些現(xiàn)象,甚至加入了數(shù)百種粒子,,而此次研究的參與者表示,,他們的方法表明這些問(wèn)題可以“以相當(dāng)簡(jiǎn)單的方式整合在一起”。
“SMASH”的全稱是“Standard Model Axion Seesaw Higgs portal inflation”,,是幾個(gè)理論結(jié)合而成的新模型,。SMASH在標(biāo)準(zhǔn)模型中加入了3個(gè)中微子、1個(gè)費(fèi)米子和1個(gè)新的場(chǎng),,這個(gè)場(chǎng)只包括兩個(gè)粒子,,一個(gè)是軸子(axion),,暗物質(zhì)粒子的候選之一;另一個(gè)是暴脹子,。
在發(fā)布于論文預(yù)印本網(wǎng)站arXiv的文章中,,研究者指出,標(biāo)準(zhǔn)模型已經(jīng)無(wú)法為物理學(xué)中眾多“長(zhǎng)期懸而未決的問(wèn)題”提供解答,,而SMASH模型填補(bǔ)了標(biāo)準(zhǔn)模型的缺口,。暗物質(zhì)存在的證據(jù)便是問(wèn)題之一。據(jù)估計(jì),,暗物質(zhì)組成了將近26%的宇宙,,而暗物質(zhì)的本質(zhì)是什么?我們并不知道,。此外,,物質(zhì)與反物質(zhì)之間的不平衡,以及宇宙最初暴脹的機(jī)制等問(wèn)題,,也一直是未解之謎,。
研究者還表示,在關(guān)于“粒子物理學(xué)和宇宙學(xué)交界處”的問(wèn)題上,,標(biāo)準(zhǔn)模型也無(wú)法解釋“內(nèi)在天然性”的問(wèn)題,,包括中微子的本質(zhì)和強(qiáng)CP問(wèn)題,后者指出了宇宙的不對(duì)稱性,??紤]到目前正在加速膨脹的宇宙,SMASH模型加入了一個(gè)宇宙學(xué)常數(shù),,從而“為從電弱尺度到普朗克尺度的粒子物理學(xué),,以及從暴脹至今的宇宙學(xué)提供了一個(gè)自洽的描述,”研究者寫道,。
SMASH模型預(yù)測(cè),,軸子應(yīng)該比電子輕大約100億倍。研究者表示,,他們的理論能夠在可預(yù)見的未來(lái)得到檢驗(yàn),,而不像其他許多模型一樣要等待數(shù)十年時(shí)間。據(jù)《新科學(xué)家》(New Scientist)報(bào)道,,韓國(guó)正在運(yùn)行的CULTASK實(shí)驗(yàn),、美國(guó)提出的ORPHEUS實(shí)驗(yàn),以及德國(guó)計(jì)劃中的MADMAX實(shí)驗(yàn),,都正在或者將要對(duì)軸子的蹤跡展開搜尋,。
“關(guān)于這一理論最好的一點(diǎn)是,它能在未來(lái)大約10年內(nèi)得到驗(yàn)證,,”共同作者,、在德國(guó)粒子物理學(xué)研究機(jī)構(gòu)德國(guó)電子加速器(DESY)任職的安德烈亞斯(Andreas Ringwald)說(shuō),,“你可以一直提出新的理論,但如果它們只能在100年后才能被驗(yàn)證,,或者永遠(yuǎn)得不到檢驗(yàn),,那這就不是真正的科學(xué),而是元科學(xué)(meta-science,,又稱后設(shè)科學(xué))了,。”