走进不科学 第867章

　　怎么可能是它？！

　　超对称。

　　这是理论物理中一个非常具有争议的数学结构。

　　早先曾经提及过。

　　所谓超对称理论在释义上其实很简单，就是指每一个粒子都有其超对称伴子。

　　即费米子一定有一个身为玻色子的伴子，例如胶子跟gluino。

　　反过来，玻色子的伴子一定是费米子。

　　同时这个理论可以一定程度上支撑超弦模型，属于一个非常前端的理论。

　　但从整个理论跨度来说，超对称理论的出现远远不止表面上这么简单。

　　首先要明确的一点是。

　　纵观人类物理史，任何新理论的提出都是由物理动机……或者说需求驱使的。

　　这些动机可以来源于旧理论和实验的矛盾，也可以来源于旧理论自身的不自洽性，甚至可以来源于纯粹数学事实的驱动。

　　比如之前所说的夸克模型。

　　它就是因为当时物理学界发现了质子内部还有构造，需要有一个东西对质子内部进行解释，由此才促生出来的一种框架。

　　更容易理解的是日心说，这理论出现的主要原因之一，就是地心说本身不太自洽。

　　而超对称理论出现的“动机”，主要有三点：

　　暗物质需求。

　　可能存在的最大时空对称性。

　　以及规范等级。

　　其中暗物质需求最好理解。

　　说白了就是物理学界找半天找不到暗物质，于是就通过超对称理论，提出了一个叫做超中性子的粒子模型。

　　眼下科院发现了盘古粒子，某种意义上其实已经让这个需求无限的弱化……或者说稀释了。

　　所以真正重要的是二三两点。

　　可能存在的最大时空对称性，这是和S矩阵元有关的一个概念。

　　S矩阵元是量子理论的核心，杨老、温伯格、格拉肖、盖尔曼，他们所作的研究在数学上其实都和S矩阵元有着密不可分的关系。

　　在1967年的时候。

　　西德尼·科尔曼和曼都拉证明了一个定理：

　　S矩阵元能够具有的最大时空对称群只能是庞加莱对称群，也就是著名的科尔曼－曼都拉定理，它阻止了人们把庞加莱群嵌入更大的对称群的尝试。

　　但是科尔曼－曼都拉定理有个后世看来很致命的问题：

　　它假设了对称群的所有生成元之间的李代数关系都只能是对易子。

　　换句话说就是……

　　所有的生成元都只能是玻色型的——但这个假设在物理上其实没有特别的理由。

　　好比你通过数据论证了一个情况：

　　相对于其他类型的小说，小白文的读者受众更多——这句话其实是没错的。

　　但接着你以此为基石，又做了一个假设：

　　火书只能是小白文。

　　这句话其实就比较没道理了，虽然从比例上来说火书中小白文的比例可能有七八成，但它距离“只能”这个词还是有所区别的。

　　于是在1975年。

　　哈格，洛佩斯赞斯基和佐纽斯放弃了这个假设，他们通过允许引入费米型生成元和反对易子的李代数关系，将最大的时空对称群从庞加莱群推广到了超庞加莱群。

　　而这个引入在后世来看无疑是正确的。

　　如此一来，就出现了一个问题：

　　“不可约表示”的定义出现了不同。

　　庞加莱代数的不可约表示，自然地给出了标准模型中基本粒子的定义。

　　而超庞加莱代数的不可约表示，则给出了超对称中所有基本粒子的定义。

　　出于纯粹理论上的动机。

　　既然数学上允许的最大时空对称性是超庞加莱对称性，就没有理由相信自然界会不选择它而只选择较小的庞加莱对称性。

　　这就在纯理论范围……或者说纯数学范围上给了超对称理论出现的第二个动机。

　　至于规范等级……这就是实验现象的‘动机’了。

　　很久以前提及过。

　　虽然希格斯粒子在2012年才被正式捕获，但它的质量很早以前就已经被锁定了一个大致区间。

　　也就是120－130GeV。

　　这个数字在计算出来的时候，几乎所有物理学家都有一个疑问：

　　妈耶，这玩意儿也太轻了吧？

　　因为在粒子物理中。

　　计算一个质量为mf的粒子f对希格斯粒子的自能修正时，在通过重整化消除掉无穷大部分后，剩下的有限大部分就是对希格斯粒子的质量修正。

　　但这个有限大的部分正比于m^2f，而不像具有手征对称性保护的费米子那样正比于费米子自身的质量。

　　这使得如果f很重的话，就会对希格斯粒子的质量有很大的修正，甚至可以远大于它的物理质量。

　　最具代表性的就是GUT能标。

　　如果GUT能标上存在一颗新粒子，那新粒子就会对Higgs质量带来远大于弱电能标的辐射修正。

　　希格斯粒子的物理质量只有125GeV，这意味着辐射修正和希格斯粒子的树图阶质量这两个大数需要进行非常精细的相消，才能正好给出只有125GeV的物理质量。

　　这种需要经过精细调节的不自然性，显然就是规范等级问题。

　　而在引入了超对称理论后，则会出现另一个情况：

　　超对称假设所有的基本费米子/玻色子都有自己的超对称伴子，基本粒子的质量和它的超对称伴子在超对称保持时严格相等。

　　又因为粒子统计性质的不同，费米圈相对玻色圈会多一个负号。

　　所以基本粒子对希格斯粒子质量的辐射修正和它的超对称伴子的贡献是严格等大反号的，两者正好相消。

　　换句话说。

　　超对称保护了希格斯粒子的质量不受到大质量粒子的辐射修正，这就解决了规范等级问题。

　　非常简单，也非常好理解。

　　但虽然理论上超对称粒子非常完美，但在实验阶段现在一直有一个问题：

　　那就超对称粒子从提出到现在差不多五十年了，但物理学界依旧没有找到任何一颗超对称粒子。

　　这个时间跨度甚至要超过了夸克模型的提出到证实——夸克模型提出于1964年，它在十年后就被丁肇中先生证实了。

　　因此一直以来。

　　即便是杨老、特胡夫特等人，对于超对称粒子……或者说超对称理论也都不太乐观。

　　当然了。

　　他们不是否定理论本身，而是因为眼下的情况假设超对称粒子存在，大概率也要到能级荒漠甚至荒漠以上的量级才能找到它们。

　　这显然是现如今物理很难做到的程度。

　　某种程度上来说。

　　这可能是下一代甚至下下代人才能见证的事情了。

　　当时杨老的话其实是这样的：

　　“如果你想功成名就，我不认为超对称理论是一个合适的方向，因为你很可能活不到实验验证理论的那一天。”

　　结果在某些营销号的口中，就成杨老反对超对称理论了。

　　这还不算完呢，还有更离谱的。

　　《三体》中大刘对宇宙框架使用的设定就是超对称理论……或者说超弦理论，然后就有营销号说杨老diss《三体》是垃圾了……

　　只能说很多内容在传播的过程中是很失真的。

　　又又比如徐云当年写小说时候说过的一句话：

　　“连载期万订就女装。”

　　然后在一些可恶的沙雕群员的传播下，变成了【任意阶段万订就女装】→【任何一本书万订就女装】→【高订过万就女装】……

　　天可怜见，那本书的高定TMD都三万多了好么……

　　话题再回归现实。

　　别说潘院士、徐云、杨老他们了。

　　就连威腾自己都没想到，这次发现的微粒居然会是两颗超对称粒子——而且还不是疑似，而是近乎实锤。

　　因为从表象上不难看出。

　　威腾推导出的这个表达式带着费米子算符Q，在经过共轭矩阵变化后，可以将其中一颗粒子的震荡峰信号，完美的转换成另一颗粒子。

　　同时在去除了胶子场的影响后。

　　两颗粒子的物理属性也是呈现对称性的——而此前提及过，这两颗粒子一颗是费米子，另一颗却是玻色子。

　　换而言之……

　　这是物理现象和数学计算上的双端契合。

　　任何人对面这个结果，都不能否定这两颗微粒是超对称性质。

　　诚然。

　　这两颗超对称粒子在单体价值……直白点说就是获奖价值上不如暗物质。