http://www.cnbeta.com/articles/308425.htm

如果某种粒子看上去很像希格斯粒子，且性质也很接近，那么它很可能就是标准的希格斯玻色子。这是欧洲核子研究委员会（CERN）利用大型强子碰撞型加速装置（LHC）得出的最新研究结果。物理学家一直在尝试描绘于2012年发现的希格斯玻色子。到目前为止，每一项测试都证实这种新发现的粒子非常符合标准粒子物理学模型所描述的希格斯玻色子。

LHC：迎接后上帝粒子时代

LHC的CMS探测器 图片来源：CERN

希格斯粒子理论最早于1964年由Robert Brout、Francois Englert和Peter Higgs 3人共同提出，除了Brout于2011年逝世失去领奖资格外，另外两人都于2013年获得了诺贝尔奖。

事实上，科学家一直在迫切地探寻该理论的偏差，因为这可能会将物理学带入一个新阶段。例如，如果希格斯玻色子衰变的速度与模型所预期的速度存在细微不同，那么这意味着还有另一种全新的未知粒子参与到衰变过程中。不过，最新研究结果并没有找到有未知粒子参与到衰变过程的证据。

下一阶段，具备更高能量的LHC将于2015年早期投入使用，为科学家提供更多的研究机会。通过LHC，科学家或许能建立新的物理学理论，从而更全面地解释整个宇宙。美国莱斯大学物理学家Paul Padley负责LHC的紧凑缈子线圈（CMS）实验，他说：“希格斯玻色子的发现并不是结束，而是新研究的开始。我们接下来10年的工作就是详细研究希格斯玻色子。”

物理学家刚开始利用LHC研究希格斯粒子时，主要是通过它衰变成为其他玻色子的过程加以鉴别。希格斯粒子能衰变成为规范玻色子，后者是携带能量的粒子，例如携带电磁力的光子；希格斯粒子还能衰变成W玻色子和Z玻色子，它们携带有弱作用力。现在，CMS的研究者在《自然—物理学》上报告称发现了希格斯粒子衰变成为费密子的证据，后者为一类粒子，例如电子和夸克，原子便由它们组成。虽然标准模型预测希格斯粒子会衰变成为费密子，但却没有事先就对此作出定论。

科学家认为希格斯玻色子与不可见的遍布全宇宙的希格斯场有关，粒子在希格斯场中运动，与希格斯场相互作用从而获得质量。最初发现的希格斯粒子能够衰变成为其他类型的玻色子证明了希格斯场能与玻色子相互作用。现在，最新研究则证明希格斯场也能与费密子相互作用。该发现证明了一个科学设想，科学家可以用一种单一的标准希格斯玻色子模型解释所有粒子获得质量的方式。但还有一些假设认为，希格斯玻色子不仅只有一种，希格斯场也不是只有一个，每一种希格斯玻色子和希格斯场都与一些特定的粒子相互作用，给予粒子质量。

匹兹堡大学理论物理学家Ayres Freitas说：“最新发现并没有排除存在其他希格斯玻色子的可能性，但它有力证明标准模型需要作出调整。此外，也可能全宇宙只存在两种希格斯玻色子，大多数情况下它们‘通力协作’，共同给予粒子质量。”

LHC下一阶段的研究将为物理学家提供更多数据，他们也许能证明或者排除存在多种希格斯玻色子的可能性。就目前来说，物理学家还不确定希格斯玻色子衰变成为费密子的速度。此外，他们对于希格斯场与费密子相互作用的强烈程度也所知甚少。Freitas说：“这种相互作用的强烈程度可能与标准模型所预计的程度有出入，这种偏差可能就是第二种希格斯玻色子存在的线索。”如果其他种类的希格斯玻色子确实存在，具备高能量的LHC或许有能力将它们描绘出来。

当LHC初次投入使用时，它所能输出的最大能量为8兆电子伏特，升级后，其所能输出的最大能量可达13兆电子伏特——这得益于超导磁体技术的改进，使加速器长度达到27公里，在地下围成一个圆环。更强大的磁场促使质子以更快速度进入加速器圆环内，确保当它们对撞爆炸时能产生更强磁力。升级后的LHC还将这些对撞的质子束缚得更紧密，让光束更密集——物理学上将之称为“亮度”更大，这样能促使质子对撞得更猛烈。总而言之，物理学家希望下一阶段LHC转化的希格斯玻色子的数量是原先未升级时转化数量的300倍。

Freitas说：“更高的转化率意味着物理学家能更准确地衡量希格斯玻色子的性质。例如，新研究数据能揭示希格斯场与多种粒子相互作用的强烈程度，例如玻色子和费密子，这一速度或许是原先预想的2倍甚至3倍。升级后的LHC为我们提供了机会去发现原先发现不了的东西，不过我们对这些未知事物的性质一无所知。”

标准模型没有将粒子的超对称性涵盖在内，该理论认为它是每一种已知粒子的基础特性，即每一种费密子都应当有一种玻色子与其对应。一旦该理论成立，这将为物理学打开一片新天地。到目前为止，还没有研究能证实这种超对称性存在，但升级后的LHC本身就能创造出这种超对称性粒子。就算LHC没能做到这点，它也能以微妙的方式证明该性质的存在。例如，当希格斯玻色子衰变成为各种粒子时，这些与之对称的粒子可能会以量子“幻影”的模式呈现——时而出现时而消失。如果科学家能更准确地衡量希格斯玻色子的衰变速度，他们将更容易证实这种超对称性是否存在。

Padley说：“一些科学研究的真谛不在于什么重量级的新发现，而在于纠正那些我们原本存在认知偏差的理念。”

标准模型也没有考虑到暗物质的存在。科学家认为暗物质是一种不可见的粒子，它不与普通粒子相互作用，不过暗物质是整个宇宙质量的最大组成部分。费米国立加速器实验室CMS研究者、伊利诺伊大学的Richard Cavanaugh说：“希格斯玻色子与其他粒子相互作用给予后者质量，因此希格斯玻色子也许能与暗物质粒子相互作用。”如果希格斯粒子真的能衰变成为暗物质粒子，它们将在研究者毫不知情的情况下脱离出LHC。尽管研究者无法直接探测到它们，但暗物质粒子的脱离会体现在剩余粒子的减少上，这种减少能从侧面证明暗物质粒子的存在。

归根结底，没有人知道LHC将会带来什么，但科学家非常期待各种未知的可能性。Cavanaugh说：“此时此刻，觉得能成为一名物理学家真的是太美好了，一想到我的工作，每天早上我都会笑醒。”

http://www.cnbeta.com/articles/308589.htm

美国宇航局的好奇号火星车于2012年8月抵达火星，到目前为止已经连续工作了两个地球年，相当于一个火星年，好奇号目前正在盖尔撞击坑中行走，并逐渐向 夏普山前进。由于火星车已经出现了一些故障，比如车轮的火星表面恶劣的环境中出现了磨损，科学家为了防止火星车陷入某个地形中，动用了位于火星轨道上的火 星侦察轨道探测器对好奇号的路线进行重新规划，探测器携带的HiRISE相机拍摄到地面上行驶的好奇号，其周围跨度大约为7公里乘以20公里的椭圆形区域 就是科学家为好奇号设计的安全地形。

从图中可以看出，好奇号的行驶路线呈怪异的Z字形，曲折前进，好奇号所行驶过的地方地势较为平坦，并没有太大的起伏，这都要归功于位于火星轨道上的火星侦察轨道探测器。该探测器装备了先进的高分辨率相机，该相机重量为64公斤，其实是一具口径为0.5米的望远镜，可以拍摄到火星表面的高清照片，目前这艘火星飞船已经拍遍火星表面，绘制出火星表面的三维地图，这有助于美国宇航局分析火星上可能存在生命的地方。

好奇号着陆区域的选择也是由火星轨道上的探测器完成，科学家认为盖尔撞击坑是个较为理想的着陆地点，首先是这里可能存在火星史前生命的痕迹，探测器的图像显示撞击坑附近存在液态水流动的痕迹，暗示火星此前有河流存在，有液态水的地方就有可能存在生命。同时，科学家也推测撞击坑中的夏普山则是一个较好的生命藏身地点，因此好奇号的目的地就是夏普山，科学家希望好奇号能发现火星生命遗留的痕迹，甚至直接发现火星生命。

其次，为了增加着陆的成功率，美国宇航局认为盖尔撞击坑中的地形有利于火星车安全着陆，于是好奇号在2012年8月5日成功降落火星，当然这与先进的着陆反推系统是分不开的。到目前为止，好奇号已经行驶了超过8公里，这是两个地球年内好奇号所行驶的路程。

美国宇航局的火星科学实验室将评估火星上是否曾经存在宜居环境，以及为什么火星会发生如此大规模的环境变化，这对地球环境的研究非常有帮助。美国宇航局喷气推进实验室负责管理火星勘测轨道器、火星科学实验室项目，该机构隶属于美国宇航局科学任务理事会，HiRISE相机系统由亚利桑那大学负责管理。

http://www.cnbeta.com/articles/308051.htm

美国航天局7日说，最新获得的数据表明，1977年发射的“旅行者”1号探测器确实已经进入寒冷而黑暗的星际空间。星际空间是指恒星与恒星之间、弥漫着稀薄的被称作等离子体的带电粒子的区域。去年9月，美国航天局宣布，“旅行者”1号可能已经于2012年8月25日正式离开太阳系的保护层日光层，进入星际空间。

据美国航天局最新发布的消息，自进入星际空间以来，“旅行者”1号记录下3次由太阳日冕物质抛射引起的“太阳风海啸”，其中第一次规模较小，因此过了一段时间才被研究人员注意到；第二次于2013年3月被“旅行者”1号上的仪器清晰“感知”，结果表明该探测器所处位置的等离子体密度是日光层内的40多倍，由此推断其进入了星际空间。

消息说，今年3月，“旅行者”1号第三次记录到“太阳风海啸”，根据测得的等离子体震荡数据计算出的等离子体密度与第二次相似，证实了“旅行者”1号确实在星际空间中航行。

“旅行者”1号项目科学家爱德华·斯通解释说：“正常情况下，星际空间像一个平静的湖泊，但当我们的太阳爆发时，它会向外发射激波，这种激波一年左右会赶上‘旅行者’1号，并引起探测器周围的等离子体震荡……像钟一样‘响’起。”

日光层是来自太阳的带电粒子在向外扩张的过程中形成的，犹如宇宙中的一个巨大气泡，太阳和太阳系的行星处于“气泡”内，“气泡”的外部便是星际空间，两者的交界区域被一些科学家视为太阳系的边界。

目前，科学家对飞出日光层算不算飞出太阳系还存在争论。美国航天局在最新消息中说，“旅行者”1号还不算离开太阳系，因为它还没有抵达太阳系由遥远彗星组成的最外围边界，但它已经突破日光层，是宇宙中飞得最远的人类探测器。

 http://www.cnbeta.com/articles/307549.htm
 

自从冥王星被降级后，太阳系内只有八大行星了，科学家目前已经探明这八大行星拥有截然不同的大气环境，只有地球适合人类居住，但是在一些酿酒师的眼中，八大行星可代表着不同的味道。贝尔酿造公司开始推出具有品牌特色的行星系列啤酒，这家美国中部的精酿酒厂通过特别的构思让啤酒文化变得富含科学的味道，预计首批行星系列的啤酒将在2014年8月推出，当然地球不包括在内，剩余的七大行星分别对应着不同的口味，是啤酒文化中的一个特别例子。

在七大行星系列啤酒中，贝尔酿造公司嵌入了各大行星的“味道”，比如火星的后劲会更强一些，天王星对应的啤酒更充满了气态色彩，属于混合型口味的啤酒，金星靠近太阳，则被赋予了阳气旺盛的寓意，代表充满激情的荷尔蒙，而海王星的口味与其大气成分一样都非常神秘，因为它们比较靠近太阳系的外侧轨道。显然我们正在探索的火星非常吸引人，火星口味的啤酒酒精浓度可能会大一些，所以其后劲也会更强。

贝尔酿造公司之所以会推出行星系列的啤酒是因为受到英国作曲家古斯塔夫·霍尔斯特管弦乐曲作品的吸引，在啤酒中嵌入了各大行星的特点，包括华盛顿特区在内的20个州都会有销售。事实上，美国阿拉斯加一家名为“午夜太阳”的酿造有限公司已经在2008年推出了自己的行星系列产品，因此贝尔酿造公司为了确保不会与之冲突，特别设计了这款啤酒系列，从不同的角度引入各大行星的特点来酿造不同口味的啤酒。

对于贝尔酿造公司而言，在酿造世界中就应该尝试新的东西，推出新的口味和新的配方，创新对于酿造行业而言仍然很重要。美国人在啤酒文化中嵌入航天、宇宙的元素并不稀奇，比如角鲨头啤酒厂就在特拉华州推出了以阿波罗登月为背景的啤酒系列，这款啤酒被命名为“月球尘埃”，在2013年上市。就在前一年，一名英国人也创造了类似的太空口味啤酒，并声称在啤酒中加入了陨石的味道。