物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的探索永遠(yuǎn)是物理學(xué)的前沿，是帶動(dòng)各學(xué)科發(fā)展的最重要的研究方向。粒子物理有許多未解決的問(wèn)題需要研究。例如粒子質(zhì)量起源，超對(duì)稱有沒(méi)有？暗物質(zhì)、暗能量是什麼？等等。從實(shí)驗(yàn)的角度講，粒子物理的發(fā)展可分為依賴于加速器的研究和不依賴加速器的研究。
依賴于加速器的粒子物理
——加速器向高能量發(fā)展，歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)LHC（右圖），能量為7TeV + 7TeV的質(zhì)子-質(zhì)子對(duì)撞機(jī)（1 TeV=1000GeV），預(yù)計(jì)2008年開(kāi)始運(yùn)行。主要任務(wù)是尋找和粒子質(zhì)量起源有關(guān)的西格斯（Higgs）粒子和超對(duì)稱伴子。所謂超對(duì)稱是指費(fèi)米子和玻色子對(duì)稱。每個(gè)費(fèi)米子都有相應(yīng)的玻色子（超對(duì)稱伴子）反之亦然！重的超對(duì)稱伴子可能是宇宙空間冷暗物質(zhì)的候選者。
宇宙空間暗物質(zhì)約占23%，主要是冷暗物質(zhì)，重子約占4%，可見(jiàn)物質(zhì)（星、塵）< 1%，另外73%是暗能量（左圖）。最新 實(shí)驗(yàn)表明，宇宙在加速膨脹，并且可能是平坦的。
目前國(guó)際上正在討論建造能量更高的正負(fù)電子直線對(duì)撞機(jī)ILC，單束能量在500GeV到1TeV，研究的問(wèn)題和LHC相近。
——加速器向高亮度發(fā)展，有B介子工廠（正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)）：日本的KEK（3.5GeV + 8GeV）；美國(guó)的SLAC（3.1GeV + 9GeV）。這兩個(gè)對(duì)撞機(jī)可產(chǎn)生大量B介子，用來(lái)研究CP不守恒的起源等問(wèn)題，運(yùn)行以來(lái)取得了許多重大研究成果?！?/P>
非加速器粒子物理（不依賴加速器的粒子物理）
中微子振蕩：日本超級(jí)神岡用宇宙線在大氣中微子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)中微子有振蕩，表明nm中微子質(zhì)量不為零。
太陽(yáng)中微子失蹤的實(shí)驗(yàn)也證實(shí)ne中微子質(zhì)量也不為零。世界各國(guó)都在建造大型中微子探測(cè)器來(lái)研究大氣中微子、太陽(yáng)中微子和核反應(yīng)堆出來(lái)的反中微子的振蕩問(wèn)題。中國(guó)的大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)就是利用核反應(yīng)堆產(chǎn)生的反中微子來(lái)測(cè)量中微子混合角θ13。
同時(shí)，各國(guó)也在建造大型宇宙線探測(cè)器，包括幾平方公里到幾百平方公里的大型陣列探測(cè)器（例如西藏羊八井探測(cè)器），來(lái)研究高能宇宙線的廣延大氣簇射和宇宙線起源等問(wèn)題?！?/P> |
