粒子物理标准模型图图图受访者
3月23日，欧洲核子研究中心LHCb实验的英国物理学家宣布，与LHCb（大型强子对撞机）合作进行的实验可能发现了与标准模型的矛盾。但这些实验数据的可信度不足以声称"可靠的发现"。
不同寻常的是，4月7日，美国费米国家加速器实验室召开在线视频会议，宣布缪斯g-2实验组首次测量到缪斯的异常磁矩：现有结果与粒子物理标准模型预测值之间的偏差为标准偏差的4.2倍。一块石头激起了成千上万的波浪，这一结果不仅引起了全世界粒子物理学家的注意，也引起了媒体的关注。在两周内，超越标准模型的新物理学再次成为热门话题。那么，这个所谓的"标准模型"究竟是什么呢？
宇宙物质的"砖块"
"简单地说，标准模型是描述微观世界中物质的组成和相互作用的理论框架。中国科学技术大学现代物理系博士生导师、教授吴玉生告诉《科技日报》，标准模型的理论框架以量子场论为基础，主要理论观点源于时空的基本对称性，包含基本物质粒子， 传播相互作用的传播子，以及为基本粒子带来质量的粒子。
物质由原子组成，原子由原子核和围绕它们移动的电子组成。原子核包含质子和中子，原子核中质子和中子的不同数量决定了不同原子的不同物理性质。
但是质子和中子可以分开吗？电子产品可以再分开吗？为了解决这些问题，科学家们采取了一种方法：击中它！击中它！1968年，斯坦福直线加速器中心的实验人员利用强大的技术力量探索了物质的微观层，发现质子和中子由三个夸克组成。
物理学家通过用更快更强的对撞机撞击碎片来不断提出新的粒子。构成物质的基本粒子有六种类型：上夸克，下夸克，铌夸克，猕猴桃夸克，顶夸克，底夸克和6个光子：电子，电子中微子，μ，μ中微子，镊子和中微子。
这六夸克和六个光子是物质的基本单位，目前它们不能再被分割、兼容和叠加，只能像乐高积木一样积累成各种物质。这六个夸克和六个光种子是基本的费米种子。
有了费米，我们能弥补这种物质吗？"还是没有。"就像建房子一样，用砖、瓦或不能堆进房子里，还要有水泥等粘合剂把房间堆得牢牢的。费米斯必须具有将它们结合在一起的相互作用力。吴玉生告诉记者，物理学家通过无数实验发现，宇宙万物之间的相互作用是四种基本力：重力、电磁力、强力和弱力。标准模型中描述的相互作用包括电磁相互作用，例如与电和磁相关的最常见的日常生活现象，弱相互作用，例如核物理学中的许多衰变现象，以及强相互作用，例如夸克组合成质子，中子等。"吴玉生说。
"标准模型是对微观世界的描述，这些非常小尺度上的粒子的存在和相互作用的现象，一步一步地，最终构成了宏观材料世界和整个宇宙。"吴玉生说。
"科学家们希望标准模型是一个完善的理论，描述所有物理现象，并且是'万物的来源理论'。吴玉生说，自20世纪60年代标准模型理论诞生以来，理论家和实验家相互配合，不断改进理论模型，通过全方位实验不断验证理论预测，发现新现象，促进理论发展。
元素粒子元素周期表
2012年7月4日，在欧洲核子研究中心的主演讲厅举行了特别简报会。在会议上，来自欧洲大型强子对撞机LHC的两项实验的研究人员宣布了最新的发现：他们还发现了希格斯玻色子。
彼得·希格斯（Peter Higgs）和弗朗索瓦·恩格勒（Francois Engler）在半个多世纪前预言了希格斯玻色子，他们也被邀请参加会议。当最终结果公布时，科学家们兴奋地挥舞着拳头，观众们欢呼起来。
为什么这个发现如此令人兴奋？因为希格斯玻色子被认为是粒子物理学标准模型框架中最基本的粒子中的最后一个，所以它也被称为"标准模型拼图的最后一块"。
希格斯玻色子的发现源于玻色子中一些粒子有质量的问题，有些没有，比如w、z玻色子有质量，光子没有质量。这些质量粒子的质量是如何产生的？物理学家假设冥王星世界中应该有一个"场"赋予粒子质量。
随着更多粒子的被发现，它们之间的关系变得更加复杂。正如门捷列夫建立元素周期表时，有一种模糊的感觉，即在这么多粒子的背后，也应该有一个类似的"粒子周期表"。在這個觀點的指導下，標準模型就像粒子物理學家的聖經，引導人們對微宇宙世界的研究。希格斯玻色子，绰号"上帝粒子"，由CERN的大型强子对撞机LHC发现，是标准模型预测的粒子。在这场战斗中，标准车型赢得了一场伟大的胜利。
"如果我们将费米和规范玻色子比作碎片，那么希格斯玻色子就是它们的板。没有棋盘，怎么下棋？吴玉生告诉记者，自2012年欧洲核子研究中心大型强子对撞机发现希格斯玻色子以来，标准模型预测的最后一个未被观测到的基本粒子也在实验中被发现，标志着其完整理论模型的建立。
"完美"中的"不完美"
吴玉生告诉记者，标准模型从基本粒子类型出发，相互作用数学描述非常简单。然而，简单的数学形式微积分预测实验响应结果，这通常非常复杂。例如，从理论上讲，计算一些最简单的物理现象的概率通常涉及计算数千个公式，而高性能计算机可能需要数年时间。"而从实验研究这些极微物质世界的现象来看，往往需要拿下国家乃至全球的科技力量，经过几年甚至几十年，许多科学家的智慧和精力的集中才能实现。"吴玉生说。
那么，"完美"的标准模型真的完美吗？答案当然是否定的。随着时间的流逝，人们逐渐发现标准模型似乎并不那么"标准"。按照标准模型的"规则"，其中一个基本粒子中微子不能有质量，要以光速穿越宇宙，但实验测量发现，中微子起到一点滑头的作用，它的移动速度非常接近光速，并且质量非常小。这种违反标准模型的结果非常令人不快。
"标准模型虽然非常成功，但仍然远远不能'描述一切'，并且存在一种无法解释的神秘物理现象。例如，您会发现重力不包括在标准模型中。吴玉生告诉记者，目前的标准模型无法解释以下几个方面的问题：宇宙学观测暗物质是否存在粒子性质，标准模型没有给出相关的预测;为什么中微子的质量接近于零...
"正是这些未解之谜激发了物理学家继续探索新的理论和现象，这些理论和现象在理论和实验中超越了标准模型，从而发现新的物理学。"吴玉生说。（记者 吴长峰）
来源：科学日报