10大影響未來科學實驗:探尋中微子與暗物質之謎

最重要的物理學發現往往都與偉大的實驗或實驗裝置的出現有關，以下為10個最有可能影響未來的實驗計劃或實驗裝置。歐洲核子中心的主要實驗設施便是大型強子對撞機（LHC），工程師們不斷對其探測裝置進行技術升級，以便檢測具有更高能級的粒子。

當去年歐洲核子中心的物理學家們宣佈發現希格斯玻色子的消息之後，傳統的粒子物理學的時代便終結了。這項發現填補了粒子物理學標準模型的最後一片缺失的瓦片。

標準模型中中微子是一個“怪胎”，它們極其微小，幾乎沒有質量，也幾乎不與其他粒子發生作用。美國的NOVA實驗和日本的T2K實驗將有望揭示中微子的更多本質信息

物理學家們對於暗物質的本質仍然知之甚少，但現在他們開始嘗試設計一些實驗。比如LUX和XENON實驗小組，他們將持續改進他們的實驗，以便更多瞭解暗物質的本質

儘管標準模型非常成功，但它仍有問題，因為它預言中微子沒有質量，但實際上中微子有質量。因此對中微子開展的細緻研究將有可能導出更完善的理論模型。在這個領域，GERDA 和 MAJORANA實驗已經取得積極的成果

中微子還有其他方面的奇怪問題。這種粒子最早被發現是從核反應堆裏產生出來的，但2011年的分析發現科學家們實際探測到的中微子數量低於理論值。為了搞清這個問題，日本的CeLAND實驗計劃以及歐洲的SOX實驗計劃正在開展相關工作

這是科學家們有史以來設計過的最瘋狂的科學實驗之一——將1000個探測器分佈在1立方公里的南極冰雪之中，從而建成他們所謂的南極“冰立方中微子望遠鏡”，它將被用於監測來自太陽系以及銀河系的中微子流

為了徹底弄清中微子的本質，美國物理學家們正試圖推進一項大規模實驗計劃，名為“長基線中微子實驗”（LBNE）。該裝置位於南達科他州一處廢棄的礦井內，將用於探測130公里外由費米國家實驗室產生的中微子流

儘管大型強子對撞機已經因為發現了希格斯粒子而聲名大噪，但物理學家已經在考慮進一步提升它的能力。如果一切不出意外，到2020年，LHC裝置將完成全面升級，建成所謂“高亮度大型強子對撞機”。另外還有一個規劃中的大型項目“國際線性對撞機”，日本正積極爭取該項目落户。

20世紀最大的未解之謎之一便是暗能量。它被認為是宇宙加速膨脹的原因。“暗能量調查”（DES）項目於今年開始實施，它將獲取3億個星系以及10萬個星團的圖像，通過考察天體在大尺度時空結構中的變化，從而為揭開暗能量之謎提供線索。（晨風）