主题：探索量子宇宙——粒子对撞机的任务（1） -- 邪恶本质

探索额外维度

弦论的一个预言——对空间额外维度的探索，将戏剧性地改变时空的概念。空间的每一个点都有和它联系在一起的额外维。额外的维度可能非常小或者以其它方式隐藏起来看不见。物质可能由生活在额外维度中的粒子构成并感受到它们的效应。在额外维度中运动的粒子可能具有额外的能量，让它看上去象是一个更重的它。测量这些粒子的质量和其它性质将显示附加的维度看上去是什么样。

如果在太电子伏尺度存在额外维，那么LHC将发现它；实验将寻找那些粒子消失于额外维中的碰撞。直线对撞机实验将能够通过探测对普通粒子的行为的微小扰动而发现更小的额外维度。直线对撞机能够探测维度的数目、它们的尺度和形状，以及有何种粒子在里面。

粒子讲述故事

对牛顿来说，它是苹果。对爱因斯坦来说，它是火车和瑞士时钟。目前，物理学家用粒子去探索微观世界中新的自然规律。新粒子的发现通常是一个全新的揭示宇宙未知的特性的故事的开篇。

当电子的兄弟——正电子首次被探测到时，探索超出了粒子鉴别的范围。正电子揭示了宇宙中隐藏的另一半：反物质世界。正电子表明了如何协调相对论和量子力学。它讲述了一个关于时空结构的崭新故事。

当物理学家首次在比利牛斯山顶的宇宙线探测器中观测到π介子时，他们迷惑了。不久，粒子加速器就制造出了多种π介子的表兄弟：η介子，δ介子，ρ介子、ω介子。物理学家为了给这些粒子命名用完了所有的希腊字母。最后，这个故事变得明朗。这些粒子根本就不是“基本”粒子，而是通过一种新的力所聚集在一起的夸克小口袋。这种力是如此之强，以至于没有夸克能够逃脱出去。

宇宙的其它面貌可能将以新粒子的形式显露出来——例如空间的额外维度。对我们来说，在微小的额外维度中运动的电子看上去不再像个电子；它将显示成为一个更重的新粒子，由于在额外维中回旋而变得更重。实际上，微小的额外维度暗示着一座完整的新重粒子的“塔”。使用加速器产生这些粒子中的一些将是一个重大的发现；一个挑战将是证实它们作为额外维度中运动者的身份。我们从这些粒子中能够学习到多少东西依赖于我们能在多好的程度上测量它们的性质。例如，通过测量它们的质量，物理学家能够发现额外维度的形状。

运用LHC和直线对撞机，物理学家希望在实验室中制造出暗物质。伴随着讲述关于黑暗及可见宇宙的全新故事的新粒子，他们可能很好地探索整个黑暗世界。