新的一年也可能是物理学家探索物质最深层奥秘的发现之年。
自从2013年，当大型强子对撞机（LHC）的科学家证实他们 发现了希格斯玻色子，这种赋予其他粒子质量的粒子后，物理学一直处于一种停滞状态。希格斯玻色子是 标准模型中最后一块缺失的拼图，标准模型是解释微小粒子行为的主流模型。然而，关于宇宙的关键问题仍然没有得到解答。
然而，2016年可能是取得一些新发现的一年。从发现新粒子到解释暗物质，以下是物理学家对2016年最兴奋的一些事情。[超越希格斯玻色子：宇宙中可能潜伏的其他5种粒子]
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1. 新粒子？
粒子物理学界最大的新闻是 在大型强子对撞机（世界最大的原子对撞机）的两个独立实验中发现的潜在新粒子的短暂迹象。
加州理工学院的物理学家肖恩·卡罗尔说：“（极其初步的）证据表明存在一种新的粒子，其质量约为 质子的800倍——我们希望看到该信号增强还是逐渐消失。”
到目前为止，证据非常初步——信号大约有四分之一的可能是随机偶然事件，而不是真正的粒子。虽然这对于外行来说可能听起来不错，但物理学家通常寻找“5-西格玛”结果，这意味着信号是侥幸事件的几率是350万分之一。
如果宇宙中确实潜伏着这种质量的神秘粒子，那么物理学家之前根本不知道它的存在，也没有任何理论预测过这样的粒子。但从那时起，人们纷纷涌入来填补这一空白。
雪城大学的物理学家谢尔顿·斯通说：“已经有超过70篇理论论文‘解释’了这个”小亮点。
无论如何，在明年，这两个实验都将获得迄今为止10倍的数据，因此科学家将知道这是一个统计上的小亮点还是一个真正的粒子，斯通说。
2. 引力波
引力波，或由 爱因斯坦的广义相对论预测的时空扭曲中产生的涟漪，长期以来被理论上认为可以携带引力辐射。科学家预测，中子星的星系碰撞、超新星和宇宙大爆炸都会在宇宙中留下这些引力波的痕迹。
然而，这些时空涟漪只是被间接瞥见过，而旨在探测它们的实验，例如激光干涉引力波天文台（LIGO），尚未看到任何它们的迹象。然而，科学家们关闭了LIGO多年，并花费了这段时间为其安装了更灵敏的探测器。它终于在今年九月重新启动。
卡罗尔在电子邮件中告诉《Live Science》：“高级LIGO探测器现在已启动并运行，可能很快就能看到一些东西。”
3. 暗物质
宇宙中高达80%是由一种神秘形式的物质构成的，这种物质不发射或吸收光，因此对于望远镜来说是不可见的。这种所谓的 暗物质 似乎对宇宙中的发光物体施加引力，但没有人知道暗物质是由什么构成的或它是如何运作的。然而，加拿大莱斯布里奇大学的物理学家索里亚·达斯说，人们希望这个问题可能在2016年得到解决。
从安大略省萨德伯里的SNOLab到意大利的格兰萨索国家实验室，许多地下探测器正在努力直接探测暗物质。许多物理学家假设暗物质将由 弱相互作用大质量粒子，或WIMP组成。这些地下探测器利用地球来吸收大部分可能掩盖暗物质微弱证据的宇宙射线。物理学家会将暗物质WIMP的迹象视为它们从这些地下探测器中的原子核上反弹下来的团块。
卡罗尔说：“很难确定它何时可能发生，但它可能会很快发生。”
4. 其他未解答的问题
大型强子对撞机的其他实验也应该证实由现有亚原子粒子组成的奇异粒子，例如 五夸克粒子 和四夸克粒子，它们是由夸克组成的，斯通说。
达斯说，在大型强子对撞机的其他实验中，也可能看到超对称性，即每个物质粒子都有反物质伙伴的理论。
达斯说，除此之外，还有一些更长远的问题可能会在来年得到澄清，甚至可能得到解决。
达斯说，虽然科学家已经证实广义相对论在相对较小的尺度上成立，但他们仍然不知道它是否在广阔的距离（称为宇宙学尺度）上成立。例如，自从物理学家发现宇宙正在膨胀（意味着其向外膨胀正在加速）以来，许多人提出了 暗能量的存在，这是一种神秘的力量，可以抵消引力以将事物向外抛掷。但他表示，另一种可能性仅仅是广义相对论在宇宙学尺度上失效。
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