科学展望2016

科学展望2016：大型强子对撞机或发现新粒子

2015-12-31

北京时间12月31日消息，据国外媒体报道，2015年，一项项重大科学探索成果占据着媒体的头条，比如人类首次近距离探测遥远的冥王星、再次发现新的人种等等，这些激动人心的消息令科学界为之欢呼雀跃。展望即将到来的2016年，究竟有哪些新的科学发现可能会占据媒体头条呢？发现新粒子？火星探测任务有重大突破？还是超音速汽车创造新纪录？让我们试目以待。

1。 大型强子对撞机或发现新粒子

2016年大型强子对撞机或发现新粒子。

大型强子对撞机CMS试验。

2016年，大型强子对撞机是否会发现新的粒子？粒子物理学的世界现在充斥着各种试验。12月，众多物理学家齐聚日内瓦欧洲粒子物理研究所宣布自2015年初重启大型强子对撞机以来所取得的首个重大研究成果。来自两项独立试验的研究团队在报告中表示，他们发现了一种新型基本粒子，这一粒子可能是希格斯-玻色子存在的线索。

大型强子对撞机利用两束质子束进行高速对撞，物理学家就可以从碎片中寻找新的粒子存在的线索。在此次试验中，研究人员发现一对超重质子对正在生成，质量大小可以生成可能的新型宇宙构件，比已知的最重粒子顶夸克要重4倍。这一重要线索，在Atlas试验中结果为3.6个标准差，在CMS试验中结果为2.6个标准差。这就意味着这一发现具有不确定性，因为至少要有5个标准差的结果才可以宣称取得了重大发现。

因此，物理学家一直保持着谨慎的态度，因为以往也取得过类似水平的成果，但试验数据后来又都随之下降。尽管有许多理论家一直在不断质疑，但是随着大型强子对撞机不断提高能量，现在的运行能量已是最初开始运行时的两倍，我们相信来年大型强子对撞机会给我们带来惊喜。

2。 木星和火星探测计划

太阳系行星探索之旅。

2015年，行星科学领域所取得的最重大成果应该是美国宇航局探测器飞掠冥王星。尽管在来年的日程表上没有特别值得一提的此类计划，但是科学家们仍然有许多美好的愿景。2016年7月4日，美国宇航局“朱诺”号木星探测器将抵达木星，开始历史上第二轮对这个太阳系内最大行星的探测任务。前一项“伽利略”号探测任务从1995年一直持续到2003年。“朱诺”号抵达木星后，将以每小时265000公里的速度飞行，这是人造天体飞行速度的历史新高。

像木星这样的大型天体通常是行星系统的中心。它们往往形成较早，对宇宙中邻近天体的运行轨道的成形产生影响。“朱诺”号任务就是用来研究木星内核，寻找水，并绘制其云层图。不过，这艘发射于2012年的探测飞船可能无法对木卫二的研究带来多少帮助。木卫二也是人类寻找地外生命的重要目标之一，但是要想对它进行深入探测，还必须要等到2020年左右美国发射另一探测器。

欧洲人一直希望能够在2016年启动其首辆火星车“Exomars”号计划。

欧洲人一直希望能够在2016年启动其首辆火星车“Exomars”号计划。3月份，一个轨道飞行器和技术演示器将从拜科努尔航天发射场发射升空。这个飞船将于10月份抵达火星轨道。轨道器将用于寻找甲烷及其他大气构成证据，而登陆车“斯基亚帕雷利”号将尝试穿越火星大气层并在火星表面着陆。这个登陆器主要是为未来正式的登陆飞船探路。因此，它携带的“科学载荷”很少，也没有表面相机。

3。 形成新的地质时期

2016年将可能成为有记录以来历史最热年。气候变化以及“厄尔尼诺”现象的持续影响，将可能导致2016年全球平均气温超过2015年最高值。

“人类世”是大约于2000年提出的一个新术语，表示目前的年代，即人类正在激烈地改变着许多重要的地质环境。虽然这个术语已然成为了一种流行文化，但并没有得到正式认可。地质学家认为，我们仍然处于全新世，这一年代起始于大约11700年前的最后一个冰川期末期。

2016年，由英国莱斯特大学教授简-扎拉希维奇召集的一个研究团队将致力于寻求更多的证据，并提出正式推荐稿，希望能够在国际地层委员会会议召开之前将“人类世”正式定义。因此，在众多科学家的推动下，极有可能看到“人类世”正式被承认为一个地质时期。然而，定义一个地质时期是一项非常艰巨、复杂的任务，因为首先要形成其定义内容的框架结构。

人类对自然系统的影响将成为明年焦点的话题之一。特别值得一提的是，2016年将可能成为有记录以来历史最热年。气候变化以及“厄尔尼诺”现象的持续影响，将可能导致2016年全球平均气温超过2015年最高值。

4。 超音速汽车或将创造新纪录

2013年，Spacex太空探索技术公司创始人埃隆-马斯克曾经透露过一个关于高速公共交通系统的新颖研究计划，即“超级回路”系统。

2016年，两大工程项目将有可能登上媒体头条。回到2013年，Spacex太空探索技术公司创始人埃隆-马斯克曾经透露过一个关于高速公共交通系统的新颖研究计划，即“超级回路”系统。“超级回路”系统的设计思路是这样的：乘客坐在胶囊舱内，胶囊舱位于低压管道内，底部由管道内的气垫提供支撑，由电磁系统提供加速动力。

2016年，埃隆-马斯克将面向工程师和学生发起一项关于胶囊舱的设计大赛。在某个周末，大赛将在Spacex太空探索技术公司总部附近举行，参赛者提供的作品要接受一段2公里长的轨道测试。如果“超级回路”的理念确实可行，那么这次大赛将向世人展示它的具体工作原理。

2016年，我们还有可能看到“寻血猎犬”号超音速汽车的历史性表演。

2016年，我们还有可能看到“寻血猎犬”号超音速汽车的历史性表演。10月15日那天，由“Thrust SSC”(“超音速推进”号)保持了19年的陆地极速记录将有可能被打破。届时，“寻血猎犬”号超音速汽车将尝试向每小时800英里(约合每小时1287公里)的速度发起冲击。“寻血猎犬”号超音速汽车将在明年年初进行最后的检测。如果检测顺利，“寻血猎犬”号超音速汽车将在10月15日之前进行低速测试。通过对汽车尾部和火箭推进器的重新设计，“寻血猎犬”号超音速汽车将于2017年冲击每小时1610公里的速度。

5。 探测引力波取得重大成果

2016年，物理学家将可能在探测引力波的道路上迈出关键的一步。数十年代，科学界一直在致力于探测扭曲的时空。这是由著名科学家爱因斯坦预言的一种现象，发生于大质量物质加速过程中，比如，黑洞的合并、大质量恒星寿终正寝时的大爆炸等。

尽管这样的事件很剧烈，但是我们能够得到的信号极其微弱。无论如何，科学家们一直相信可以通过实验对这种信号进行探测，尤其是随着“先进激光干涉引力波观测设施”实验室的上线，科学家们更是坚定了必胜的信念。许多人都在为之而努力，经常会有小道消息传出某某某取得了何种进展，但没有人知道正式、权威的发现成果何时能够宣布。2016年，或许将能够见证某位科学家取得这项足以保证其获得诺贝尔奖的重大发现。