2006諾貝爾物理獎的故事
2001年諾貝爾物理獎得主Cornell曾經接受北京青年報記者
的採訪，他說他自己雖然做出了BEC，但是沒有想到自己這麼快
就拿到了Nobel獎，所以2001年那年宣布的時候他正睡得很香。
然後記者問他當時覺得應該是什麼可以拿到Nobel物理學獎
的，他說他知道宇宙學上有很重大的突破，是關於宇宙微波背景
輻射的各向異性的，他說他雖然不了解宇宙學，但他認為關於宇宙
起源和物質基本組成這種問題的研究，一定是最重大的物理問題，
比他的BEC還值得授予Nobel物理學獎。
他的話說中了，在5年之後。
2006年諾貝爾物理獎授予宇宙微波背景輻射的各向異性，這個
獎更應該是算在粒子物理的頭上，因為現代宇宙學的觀測已經為粒
子物理?姆⒄溝於巳碌姆較頡Ｒ鄖暗牧Ｗ游錮磯際腔詡鈾倨?
觀測的，而隨着要往更高能量走，只有宇宙這個天然的大加速器可
以提供我們更加豐富的信息。
今年的Nobel物理學獎，粒子物理學家也是很歡迎的，因為關於
宇宙微波背景輻射各向異性的理論全是粒子物理學家做的，因為這
本來就是一個粒子物理問題。
幾十年前，暗物質(dark matter)剛被提出來時僅僅是理論的
產物，但是現在我們知道暗物質已經成為了宇宙的重要組成部分。
暗物質的總質量是普通物質的6倍，在宇宙能量密度中占了1/4，同
時更重要的是，暗物質主導了宇宙結構的形成。暗物質的本質現在
還是個謎，但是如果假設它是一種弱相互作用亞原子粒子的話，那
麼由此形成的宇宙大尺度結構與觀測相一致。
進一步的，暗能量出現了。暗能量和暗物質的唯一共同點是它們
既不發光也不吸收光。從微觀上講，它們的組成是完全不同的。由此，
暗能量占主導的宇宙模型成為了一個和諧的宇宙模型。最近威爾金森
宇宙微波背景輻射各向異性探測器（Wilkinson Microwave Anisotrope
Probe，WMAP）的觀測也獨立的證實了暗能量的存在，並且使它成為了
標準模型的一部分。
正是暗物質促成了宇宙結構的形成，今天所有的宇宙結構必然
源自於宇宙極早期物質分布的微小漲落，而這些漲落會在宇宙微波
背景輻射（CMB）中留下痕跡。
2006年諾貝爾物理獎就是授予這個實驗發現成果。
但是實際上是給粒子物理學家提供了研究問題，所以今年的
Nobel物理學獎，粒子物理學家也是很歡迎的，因為關於宇宙微波
背景輻射各向異性的理論全是粒子物理學家做的，因為這本來就是
一個粒子物理問題。
最被看好的暗物質候選者
其中一個候選者就是中性子（neutralino），一種超對稱模型中
提出的粒子。超對稱理論是超引力和超弦理論的基礎，它要求每一個
已知的費米子都要有一個伴隨的玻色子（尚未觀測到），同時每一個
玻色子也要有一個伴隨的費米子。如果超對稱依然保持到今天，伴隨
粒子將都具有相同的質量。但是由於在宇宙的早期超對稱出現了自發
的破缺，於是今天伴隨粒子的質量也出現了變化。而且，大部分超對
稱伴隨粒子是不穩定的，在超對稱出現破缺之後不久就發生了衰變。
但是，有一種最輕的伴隨粒子（質量在100GeV的數量級）由於其自身
的對稱性避免了衰變的發生。在最簡單模型中，這些粒子是呈電中性
且弱相互作用的--是WIMP的理想候選者。如果暗物質是由中性子組成
的，那麼當地球穿過太陽附近的暗物質時，地下的探測器就能探測到
這些粒子。另外有一點必須注意，這一探測並不能說明暗物質主要就
是由WIMP構成的。現在的實驗還無法確定WIMP究竟是占了暗物質的大
部分還是僅僅只占一小部分。
另一個候選者是軸子（axion），一種非常輕的中性粒子（其質量
在1μeV的數量級上），它在大統一理論中起了重要的作用。軸子間通過
極微小的力相互作用，由此它無法處於熱平衡狀態，因此不能很好的解
釋它在宇宙中的豐度。在宇宙中，軸子處於低溫玻色子凝聚狀態，現在
已經建造了軸子探測器，探測工作也正在進行。
