随着2020年代的到来,我们可以期望在未来10年内发生什么?为了让您有心情,让我们首先回顾一下过去的十年。2010年,我们与巴拉克·奥巴马(Barack Obama)一起开始了他热爱科学的总统任期,一年之后,欧洲核子研究中心的物理学家研究了大型强子对撞机(LHC)的第一个7TeV碰撞,研究人员想知道美国的CDMS-II实验是否真的获得了第一个暗物质的直接证据(答案:可能不是)。
在过去十年中,物理学领域的许多成功都通过我们的年度突破获得了物理学世界的嘉奖。几年来,该奖项是一个直接的选择,尤其是在粒子物理学或天文学方面取得了重大突破时。2012年,该奖颁给了CERN的希格斯玻色子的发现,2013年在南极发现宇宙中微子的IceCube探测器和2016年LIGO的引力波的重大发现。量子物理学在2010年代也是一个新兴领域,反映出物理学家通过实验探索该学科最深奥秘的能力日益增强。该奖项于2011年用于“弱测量”,该禁忌打破了这样的禁忌,即不可能了解单个光子通过两个缝隙形成干涉图样所经过的路径。四年后,该奖项被授予“双重”量子隐形传态,物理学家在其中同时将光子的自旋及其轨道角动量转移到了一个遥远的光子上。
在2010年代,物理学上的一项重大文化变革是人们日益认识到,物理学家需要做更多的工作来根除该领域的不平等现象,并使之更加多样化。实际上,这十年间,物理学界以对妇女和其他群体的不必要骚扰为由,引来了高调的解雇和辞职,而这在过去是闻所未闻的,而且很可能席卷了地毯。由于数字时代带来的开放性,这些变化中的大部分都暴露出来了。
然而,十年来的一个巨大希望没有实现:在标准模型之外发现“新”物理学。尽管LHC已有10年的历史,但仍然没有超对称粒子的迹象,这迫使粒子理论家仅凭其数学才智就取得了进步。但是随着LHC即将在Fabiola Gianotti的领导下开始一项雄心勃勃的升级计划,他刚刚成为CERN首位获得第二个完整任期的人,粒子物理学家肯定希望他们能够在未来十年实现梦想他们从一开始就举行。