科學展望2016：大型強子對撞機或發現新粒子

新浪科技訊 北京時間12月31日消息，據國外媒體報導，2015年，一項項重大科學探索成果佔據媒體的頭條，比如人類首次近距離探測遙遠的冥王星、再次發現新的人種等等，這些激動人心的消息令科學界為之歡呼雀躍。展望即將到來的2016年，究竟有哪些新的科學發現可能會佔據媒體頭條呢？發現新粒子？火星探測任務有重大突破？還是超音速汽車創造新紀錄？讓我們試目以待。

1。 大型強子對撞機或發現新粒子

2016年，大型強子對撞機是否會發現新的粒子？粒子物理學的世界現在充斥各種試驗。12月，多物理學家齊聚日內瓦歐洲粒子物理研究所宣佈自2015年初重大型強子對撞機以來所取得的首個重大研究成果。來自兩項獨立試驗的研究團隊在報告中表示，他們發現了一種新型基本粒子，這一粒子可能是希格斯-玻色子存在的線索。

大型強子對撞機利用兩束質子束進行高速對撞，物理學家就可以從碎片中尋找新的粒子存在的線索。在此次試驗中，研究人員發現一對超重質子對正在生成，質量大小可以生成可能的新型宇宙構件，比已知的最重粒子頂夸克要重4倍。這一重要線索，在Atlas試驗中結果為3.6個標準差，在CMS試驗中結果為2.6個標準差。這就意味這一發現具有不確定性，因為至少要有5個標準差的結果才可以宣稱取得了重大發現。

因此，物理學家一直保持謹慎的態度，因為以往也取得過類似水平的成果，但試驗數據后來又都隨之下降。盡管有許多理論家一直在不斷質疑，但是隨大型強子對撞機不斷提高能量，現在的運行能量已是最初開始運行時的兩倍，我們相信來年大型強子對撞機會給我們帶來驚喜。

2。 木星和火星探測計劃

2015年，行星科學領域所取得的最重大成果應該是美國宇航局探測器飛掠冥王星。盡管在來年的日程表上沒有特別值得一提的此類計劃，但是科學家們仍然有許多美好的願景。2016年7月4日，美國宇航局“朱諾”號木星探測器將抵達木星，開始歷史上第二輪對這個太陽系內最大行星的探測任務。前一項“伽利略”號探測任務從1995年一直持續到2003年。“朱諾”號抵達木星后，將以每小時265000公里的速度飛行，這是人造天體飛行速度的歷史新高。

像木星這樣的大型天體通常是行星系統的中心。它們往往形成較早，對宇宙中鄰近天體的運行軌道的成形生影響。“朱諾”號任務就是用來研究木星內核，尋找水，並繪製其雲層圖。不過，這艘發射於2012年的探測飛船可能無法對木衛二的研究帶來多少幫助。木衛二也是人類尋找地外生命的重要目標之一，但是要想對它進行深入探測，還必須要等到2020年左右美國發射另一探測器。

歐洲人一直希望能夠在2016年啟動其首輛火星車“Exomars”號計劃。3月份，一個軌道飛行器和技術演示器將從拜科努爾航天發射場發射升空。這個飛船將於10月份抵達火星軌道。軌道器將用於尋找甲烷及其他大氣構成證據，而登陸車“斯基亞帕雷利”號將嘗試穿越火星大氣層並在火星表面陸。這個登陸器主要是為未來正式的登陸飛船探路。因此，它攜帶的“科學載荷”很少，也沒有表面相機。

3。 形成新的地質時期

“人類世”是大約於2000年提出的一個新術語，表示目前的年代，即人類正在激烈地改變許多重要的地質環境。雖然這個術語已然成為了一種流行文化，但並沒有得到正式認可。地質學家認為，我們仍然處於全新世，這一年代起始於大約11700年前的最后一個冰川期末期。

2016年，由英國萊斯特大學教授簡-扎拉希維奇召集的一個研究團隊將致力於尋求更多的證據，並提出正式推薦稿，希望能夠在國際地層委員會會議召開之前將“人類世”正式定義。因此，在多科學家的推動下，極有可能看到“人類世”正式被承認為一個地質時期。然而，定義一個地質時期是一項非常艱巨、複雜的任務，因為首先要形成其定義內容的框架結構。

人類對自然系統的影響將成為明年焦點的話題之一。特別值得一提的是，2016年將可能成為有記錄以來歷史最熱年。氣候變化以及“厄爾尼諾”現象的持續影響，將可能導致2016年全球平均氣溫超過2015年最高值。

4。 超音速汽車或將創造新紀錄

2016年，兩大工程項目將有可能登上媒體頭條。回到2013年，Spacex太空探索技術公司創始人埃隆-馬斯克曾經透露過一個關於高速公共交通系統的新穎研究計劃，即“超級迴路”系統。“超級迴路”系統的設計思路是這樣的：乘客坐在膠囊艙內，膠囊艙位於低壓管道內，底部由管道內的氣墊提供支撐，由電磁系統提供加速動力。

2016年，埃隆-馬斯克將面向工程師和學生發起一項關於膠囊艙的設計大賽。在某個周末，大賽將在Spacex太空探索技術公司總部附近舉行，參賽者提供的作品要接受一段2公里長的軌道測試。如果“超級迴路”的理念確實可行，那麼這次大賽將向世人展示它的具體工作原理。

2016年，我們還有可能看到“尋血獵犬”號超音速汽車的歷史性表演。10月15日那天，由“Thrust SSC”(“超音速推進”號)保持了19年的陸地極速記錄將有可能被打破。屆時，“尋血獵犬”號超音速汽車將嘗試向每小時800英裏(約合每小時1287公里)的速度發起衝擊。“尋血獵犬”號超音速汽車將在明年年初進行最后的檢測。如果檢測順利，“尋血獵犬”號超音速汽車將在10月15日之前進行低速測試。通過對汽車尾部和火箭推進器的重新設計，“尋血獵犬”號超音速汽車將於2017年衝擊每小時1610公里的速度。

5。 探測引力波取得重大成果

2016年，物理學家將可能在探測引力波的道路上邁出關鍵的一步。數十年代，科學界一直在致力於探測扭曲的時空。這是由著名科學家愛因斯坦預言的一種現象，發生於大質量物質加速過程中，比如，黑洞的合併、大質量恆星壽終正寢時的大爆炸等。

盡管這樣的事件很劇烈，但是我們能夠得到的信號極其微弱。無論如何，科學家們一直相信可以通過實驗對這種信號進行探測，尤其是隨“先進激光干涉引力波觀測設施”實驗室的上線，科學家們更是堅定了必勝的信念。許多人都在為之而努力，經常會有小道消息傳出某某某取得了何種進展，但沒有人知道正式、權威的發現成果何時能夠宣佈。2016年，或許將能夠見證某位科學家取得這項足以保證其獲得諾貝爾獎的重大發現。(彬彬)