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早期宇宙或充斥"希格斯气泡" 隆隆雷声响彻天际

http://www.kexue.com 2014-02-24 09:10:40 凤凰科技  发表评论


早期宇宙可能因充满希格斯气泡而雷声隆隆

  近日科学家们表示,充满早期宇宙的炙热粒子汤里冒出的泡泡可能产生了一种类似雷声的隆隆声,而我们现在有可能监测到它的回声。发现它们有助于解开有关希格斯玻色子的某些神秘之谜,甚至可能催生新的物理学。

  据称希格斯玻色子是导致大多数其它粒子具有质量的原因。物理学家希望它的行为不要如科学家们所预测的那样,因为它的怪异行为可能会提供标准模型——我们目前对已知粒子和力进行的最好描述——以外的新物理学的线索。

  测试希格斯玻色子理论的方法之一便是倾听天空,芬兰赫尔辛基大学的大卫-华亚(David Weir)这样说道。“当希格斯场开启并为其它粒子赋予质量时,这肯定是早期宇宙里非常暴力的一个时期。”

  玻色子与充满宇宙的一个场有关。根据标准模型,希格斯场在宇宙大爆炸后1亿分之一秒内就开启了。但在标准模型以外的理论里,这种转变发生的更类似于水开始沸腾。希格斯场的气泡在大爆炸产生后的炙热密集的物质里长大。当一个气泡扫过一片区域时,里面的粒子忽然就获得了质量的特性。当气泡遇到希格斯场的墙壁时,它们就会在名为引力波的时空织布里产生涟漪。之前的研究表明这些引力波太昏暗模糊以至于我们无法监测到。

  华亚和他的研究小组进行了进一步的探索,并首次对这些气泡进行了三维仿真,包括这些气泡与炙热物质发生的相互作用。他们总结称长大的气泡将能量传递给炙热的粒子汤,产生了冲击波。这些冲击波本质上来说是音爆,后者会产生较低的隆隆声。这种混响会产生引力波,即使在所有气泡已经爆开之后。如果我们足够幸运,华亚说道,下一代的敏感探测器将能够监测到它们。

  “这项结果,也即音波在其中起着非常重要的作用,的确出乎我们的意料。”华亚说道。“这种改进可能能够打破极限,让我们尽快的监测到某些东西。”“我认为这是在正确方向上迈出的非常重要的一步,” 德国电子同步加速器(DESY)的托马斯-康斯坦丁(Thomas Konstandin)这样说道。“此外,我认为还有很多方式能够改善这一结果。”例如,研究小组可以模拟气泡以超过光速5%的速率膨胀。“如果你加大速率,新的效果可能会产生。”

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