科学家提出解决暗物质等物理学难题新模型

　　研究者称，存在着“压倒性的证据”，包括宇宙微波背景（图中黄色部分）中观测到的一些现象，表明暗物质组成了将近26%的宇宙。SMASH模型将暗物质及其他一些现象都考虑了进来。

　　在关于“粒子物理学和宇宙学交界处”的问题上，标准模型也无法解释“内在天然性”的问题，包括中微子的本质和强CP问题。

　　 北京时间12月1日消息，据国外媒体报道，近日，物理学家吉列尔莫·巴列斯特罗斯（Guillermo Ballesteros）及其合作者提出了一个新的理论模型，据称能解决5个关于宇宙的物理难题。该模型被称为“SMASH”，是在标准模型（Standard Model）的基础上做了“最小限度的扩展”，只加入了6个粒子，就为5个最困难的基本问题提供了解答。

　　这5个问题分别是宇宙暴胀、暗物质、重子生成、中微子振荡和强CP问题。此前，物理学家尝试用复杂得多的方法来解释这些现象，甚至加入了数百种粒子，而此次研究的参与者表示，他们的方法表明这些问题可以“以相当简单的方式整合在一起”。

　　“SMASH”的全称是“Standard Model Axion Seesaw Higgs portal inflation”，是几个理论结合而成的新模型。SMASH在标准模型中加入了3个中微子、1个费米子和1个新的场，这个场只包括两个粒子，一个是轴子（axion），暗物质粒子的候选之一；另一个是暴胀子。

　　在发布于论文预印本网站arXiv的文章中，研究者指出，标准模型已经无法为物理学中众多“长期悬而未决的问题”提供解答，而SMASH模型填补了标准模型的缺口。暗物质存在的证据便是问题之一。据估计，暗物质组成了将近26%的宇宙，而暗物质的本质是什么？我们并不知道。此外，物质与反物质之间的不平衡，以及宇宙最初暴胀的机制等问题，也一直是未解之谜。

　　研究者还表示，在关于“粒子物理学和宇宙学交界处”的问题上，标准模型也无法解释“内在天然性”的问题，包括中微子的本质和强CP问题，后者指出了宇宙的不对称性。考虑到目前正在加速膨胀的宇宙，SMASH模型加入了一个宇宙学常数，从而“为从电弱尺度到普朗克尺度的粒子物理学，以及从暴胀至今的宇宙学提供了一个自洽的描述，”研究者写道。

　　SMASH模型预测，轴子应该比电子轻大约100亿倍。研究者表示，他们的理论能够在可预见的未来得到检验，而不像其他许多模型一样要等待数十年时间。据《新科学家》（New Scientist）报道，韩国正在运行的CULTASK实验、美国提出的ORPHEUS实验，以及德国计划中的MADMAX实验，都正在或者将要对轴子的踪迹展开搜寻。

　　“关于这一理论最好的一点是，它能在未来大约10年内得到验证，”共同作者、在德国粒子物理学研究机构德国电子加速器（DESY）任职的安德烈亚斯（Andreas Ringwald）说，“你可以一直提出新的理论，但如果它们只能在100年后才能被验证，或者永远得不到检验，那这就不是真正的科学，而是元科学（meta-science，又称后设科学）了。”（任天）