世界最強原子對撞機中新亞原子粒子的跡象激發了理論物理學家在過去四個月內撰寫了300多篇論文。現在，一家期刊已經發表了其中的四篇，形成了一份簡明指南，介紹了對於大型強子對撞機（LHC）收集的資料中神秘異常現象的各種可能解釋，這些解釋已然成為了一個“理論動物園”。
《物理評論快報》（PRL）的編輯羅伯特·加里斯托在一篇隨附的社論中寫道：“我們認為，如果資料得到證實，這組文章可以讓讀者瞭解解釋資料所需的新物理學的型別。”PRL於4月12日發表了這四篇論文。
加里斯托告訴Nature，PRL收到了“相當多”與資料突增相關的投稿。他說，除了通常的同行評審過程外，該期刊還聘請了專家審查所有投稿，以提供非正式建議。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道： 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續報道關於塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的故事。
加利福尼亞州門洛帕克市SLAC國家加速器實驗室的理論物理學家邁克爾·佩斯金說，PRL發表的論文涵蓋了圍繞該粒子的一些最具挑釁性的想法。
光子驚喜
去年，位於瑞士日內瓦附近歐洲核子研究中心（CERN）的27公里長LHC開始以創紀錄的13萬億電子伏特能量對撞質子。12月15日，LHC的兩個最大的粒子探測器ATLAS和CMS都報告了超額的成對光子，其總能量為750吉電子伏特（GeV）。
該資料可能代表隨機波動。但這並沒有阻止理論家們進行權衡。他們的大多數解釋都包括存在質量為750 GeV的新粒子，該粒子會衰變為兩個光子。瑞典哥德堡查爾姆斯理工大學的理論物理學家克里斯托弗·彼得松說，這樣的粒子將“比希格斯玻色子更令人興奮”——希格斯玻色子在2012年被發現時，已經被粒子物理學的標準模型預測到。此外，大多數理論還預測存在一種或多種其他型別的粒子，其中一些也可能在LHC中被發現。
在四篇新發表的論文之一中，彼得松和他在瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）的同事裡卡多·託雷概述了一種粒子，該粒子與其他粒子的相互作用非常弱，並且存在於被稱為超對稱性的理論框架內。
奇異夸克
但一些物理學家表示，LHC資料中突增的特定形狀——與其他暗示相結合——可能表明存在強相互作用的粒子。另外四篇論文中的一篇提出，許多強相互作用的新粒子是光子過剩的原因。該理論假設一種由兩個“奇異”夸克組成的粒子——它們目前不是標準模型的一部分——由類似於強核力的力束縛在一起，以色列雷霍沃特的魏茨曼科學研究所和特拉維夫大學的合著者小尾卓表示。
在第三篇選定的論文中，北京大學的理論家張晨和他的合著者提出，神秘的突增是由一種類似於希格斯玻色子的粒子產生的，但質量是希格斯玻色子的六倍。這已成為物理學家中最流行的解釋之一，因為衰變為一對光子是希格斯玻色子的特徵之一。
佩斯金認為，四篇論文中最令人驚訝的是佛羅里達大學蓋恩斯維爾分校的Doojin Kim和六位合作者的論文，其中三位是CMS團隊的理論家。他們提出不存在質量為750 GeV的粒子。相反，兩個光子可能代表一個可能質量更大的粒子衰變產生的部分碎片。
物理學家希望目前在停機後重新啟動的LHC將有足夠的資料，要麼使超額現象消失，要麼在夏季結束前確認一項歷史性發現。與此同時，加州理工學院帕薩迪納分校的實驗粒子物理學家、CMS成員瑪麗亞·斯皮羅普盧正在享受這一過程：“很高興看到理論家們為此絞盡腦汁，來回思考——我喜歡這樣。”
本文經許可轉載，並於2016年4月20日首次發表。