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宇宙关于生命、宇宙和万事万物的42个终极问题( 二 )


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为什么基本粒子在更高能量级会复制两次？
在标准模型中 ， 有四种主要的基本物质粒子：上夸克、下夸克、电子以及电子中微子 。 然而 ， 这些粒子各自还有第二代和第三代（即副本） ， 比如粲夸克、奇夸克和渺子 ， 为什么会这样？
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粒子的质量源于何处 ， 中微子拥有什么样的质量？
前面提到的四种基本粒子是从哪里获得质量的？科学家认为 ， 基本粒子的质量跟它们与场（比如希格斯场）相互作用的强度有关 ， 但异常现象使得这种简单的解释站不住脚 。
宇宙关于生命、宇宙和万事万物的42个终极问题
本文插图

在实验室中制备的准晶体Al-Pd-Re
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超对称性是否存在？为什么跟最基本的（普朗克）能量尺度相比 ， 我们观测到的粒子的能量如此之小？
标准模型无法解释为什么弱核力比引力强出那么多(10,000,000,000,000,000,000,000,000倍) 。
12
基本力的大统一理论是什么？
在大统一理论中 ， 除引力之外的三种基本力（强核力、弱核力、电磁力）是作为一种力的元素结合在一起的 ， 但它们结合的方式仍然是一个谜 。
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爱因斯坦的相对论和标准场论总是有效的吗？
对称性是指 ， 系统经过变换前后状态保持不变 。 CPT对称（即电荷正负对称、宇称对称、时间反演对称）从未出现破缺 ， 即使每个粒子都具有这种对称性 。 CPT对称有可能破缺吗？
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我们的宇宙是否稳定？
希格斯玻色子向我们揭示 ， 我们的宇宙只是处在“边缘稳定”的状态 ， 或者正处于向更稳定状态的过渡阶段 ， 过渡前后的宇宙性质将有根本性不同 。 这里的问题是 ， 我们的宇宙现在是否稳定 。
59
夸克总是被禁闭在它们所构成的粒子当中吗？
一般认为 ， 夸克被禁闭在它们所构成的质子当中 ， 把它们释放出来需要非常大的能量 。 越来越多的证据表明 ， 夸克必然始终是被禁闭的 ， 但这一点并未得到严格证明 。
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对于具有基本力（比如强核力）作用的系统 ， 其完整相态图是什么样的？
老实说 ， 我也不知道 ， 所以在这里贴出论文的截图：
宇宙关于生命、宇宙和万事万物的42个终极问题
本文插图

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还有什么新粒子尚待发现？
像大型强子对撞机（LHC）这样的粒子加速器已经帮助我们发现了新的粒子 ， 这种事情还会继续发生吗？对欧洲核子研究中心（CERN）等机构的物理学家来说 ， 这是一个重要的问题 。
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宇宙中还有哪些新的天体尚待发现？
或许还有一些新型恒星等待我们去发现 ， 比如巨大的第三星族恒星 ， 它们形成于早期宇宙 ， 几乎完全由氢气和氦气组成；或者是由暗物质湮灭（而非核聚变）提供能量的“暗恒星” 。
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超导性和超流性还有哪些新形式尚待发现？
过去几十年中 ， 通过把材料置于极端温度下 ， 物理学家创造了一些超流体（没有黏性的流体）和超导体（没有电阻的导体） 。 未来 ， 我们还能在其他哪些材料中发现这些特性？
20
还有哪些拓扑相尚待发现？
拓扑绝缘体是一种表面导电但内部绝缘的材料 ， 我们还能在其他哪些地方找到它们？
21
在高度关联的电子材料中 ， 还有哪些特性尚待发现？
前面提到的拓扑绝缘体已经在单电子或准粒子系统中得到验证 ， 还有哪些其他类型的材料有可能对准粒子加以利用？
22
就物质而言 ， 还有哪些新的相和形式尚待发现？
近些年来 ， 研究人员发现了很多新的相 ， 比如准晶体和时间晶体 ， 还有更多等着我们去发现吗？
23
量子计算、量子信息和基于量子纠缠的其他应用 ， 它们的未来是什么？


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