新的一年也可能是物理學家探索物質最深層奧秘的發現之年。
自從2013年，當大型強子對撞機（LHC）的科學家證實他們 發現了希格斯玻色子，這種賦予其他粒子質量的粒子後，物理學一直處於一種停滯狀態。希格斯玻色子是 標準模型中最後一塊缺失的拼圖，標準模型是解釋微小粒子行為的主流模型。然而，關於宇宙的關鍵問題仍然沒有得到解答。
然而，2016年可能是取得一些新發現的一年。從發現新粒子到解釋暗物質，以下是物理學家對2016年最興奮的一些事情。[超越希格斯玻色子：宇宙中可能潛伏的其他5種粒子]
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1. 新粒子？
粒子物理學界最大的新聞是 在大型強子對撞機（世界最大的原子對撞機）的兩個獨立實驗中發現的潛在新粒子的短暫跡象。
加州理工學院的物理學家肖恩·卡羅爾說：“（極其初步的）證據表明存在一種新的粒子，其質量約為 質子的800倍——我們希望看到該訊號增強還是逐漸消失。”
到目前為止，證據非常初步——訊號大約有四分之一的可能是隨機偶然事件，而不是真正的粒子。雖然這對於外行來說可能聽起來不錯，但物理學家通常尋找“5-西格瑪”結果，這意味著訊號是僥倖事件的機率是350萬分之一。
如果宇宙中確實潛伏著這種質量的神秘粒子，那麼物理學家之前根本不知道它的存在，也沒有任何理論預測過這樣的粒子。但從那時起，人們紛紛湧入來填補這一空白。
雪城大學的物理學家謝爾頓·斯通說：“已經有超過70篇理論論文‘解釋’了這個”小亮點。
無論如何，在明年，這兩個實驗都將獲得迄今為止10倍的資料，因此科學家將知道這是一個統計上的小亮點還是一個真正的粒子，斯通說。
2. 引力波
引力波，或由 愛因斯坦的廣義相對論預測的時空扭曲中產生的漣漪，長期以來被理論上認為可以攜帶引力輻射。科學家預測，中子星的星系碰撞、超新星和宇宙大爆炸都會在宇宙中留下這些引力波的痕跡。
然而，這些時空漣漪只是被間接瞥見過，而旨在探測它們的實驗，例如雷射干涉引力波天文臺（LIGO），尚未看到任何它們的跡象。然而，科學家們關閉了LIGO多年，並花費了這段時間為其安裝了更靈敏的探測器。它終於在今年九月重新啟動。
卡羅爾在電子郵件中告訴《Live Science》：“高階LIGO探測器現在已啟動並執行，可能很快就能看到一些東西。”
3. 暗物質
宇宙中高達80%是由一種神秘形式的物質構成的，這種物質不發射或吸收光，因此對於望遠鏡來說是不可見的。這種所謂的 暗物質 似乎對宇宙中的發光物體施加引力，但沒有人知道暗物質是由什麼構成的或它是如何運作的。然而，加拿大萊斯布里奇大學的物理學家索里亞·達斯說，人們希望這個問題可能在2016年得到解決。
從安大略省薩德伯裡的SNOLab到義大利的格蘭薩索國家實驗室，許多地下探測器正在努力直接探測暗物質。許多物理學家假設暗物質將由 弱相互作用大質量粒子，或WIMP組成。這些地下探測器利用地球來吸收大部分可能掩蓋暗物質微弱證據的宇宙射線。物理學家會將暗物質WIMP的跡象視為它們從這些地下探測器中的原子核上反彈下來的團塊。
卡羅爾說：“很難確定它何時可能發生，但它可能會很快發生。”
4. 其他未解答的問題
大型強子對撞機的其他實驗也應該證實由現有亞原子粒子組成的奇異粒子，例如 五夸克粒子 和四夸克粒子，它們是由夸克組成的，斯通說。
達斯說，在大型強子對撞機的其他實驗中，也可能看到超對稱性，即每個物質粒子都有反物質夥伴的理論。
達斯說，除此之外，還有一些更長遠的問題可能會在來年得到澄清，甚至可能得到解決。
達斯說，雖然科學家已經證實廣義相對論在相對較小的尺度上成立，但他們仍然不知道它是否在廣闊的距離（稱為宇宙學尺度）上成立。例如，自從物理學家發現宇宙正在膨脹（意味著其向外膨脹正在加速）以來，許多人提出了 暗能量的存在，這是一種神秘的力量，可以抵消引力以將事物向外拋擲。但他表示，另一種可能性僅僅是廣義相對論在宇宙學尺度上失效。
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