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大型强子对撞机发现新粒子了吗?仅为实验数据错误(2)

http://www.it09.cn 时间:2016-08-25 14:53来源:IT09数码网

  “对于希格斯玻色子,我们只能说,‘它就是这样的”。”佩斯金说道,“我可不喜欢这么说。”他认为希格斯场之所以具有这样的特性,一定有某种原因可以解释,而标准模型理论本身是无法提供答案的。

  这就是阴性结果的作用所在。例如,标准模型有很多延伸理论,提出了一种名叫超对称性的理论。这些理论指出,每一个粒子都有一个尚未发现的、与之成对的粒子。而这些成对粒子的存在将帮助物理学家更好地理解希格斯玻色子为什么具有这样的能力(按照该理论的预测,希格斯玻色子也存在与之配对的粒子)。

  佩斯金指出,多年以来,阴性结果曾多次帮助研究人员缩小可能有效的超对称性模型的范围。“基本上,在过去十年中提出的所有超对称性模型如今都被否定了。”他说道。这并不意味着超对称性模型就是错误的,但这能帮助研究人员更专注于理论工作。

  历史教训

  在科学史上,有许多阴性结果最终都引领科学家做出了更伟大的发现。1887年,阿尔伯特·迈克耳孙(Albert Michelson)和爱德华·莫立(Edward Morley)开展了一项实验,希望能发现以太——一种当时认为能够携带光波的介质。如果以太存在的话,光速就应该随着光束前进的方向而改变。但以太实际上是不存在的,数年之后,阿尔伯特·爱因斯坦利用他们的阴性结果,提出了著名的相对论,认为时空本身会不断变化,从而保证光速在各个参考系中都恒定不变。

  当时令科学家感到困惑的是,他们不知道光波究竟是如何传播的。“也许光波和我们知道的其它波都不一样,”斯特塞勒说道,“它们不需要介质就能传播。”

  斯特塞勒注意到,目前还没有人敢草率地定下结论。例如,通过迈克耳孙和莫立的实验,人们意识到光波不需要介质就能传播。而对于粒子物理学家而言,他们还不清楚接下来将会发生什么。他们遇到的可能只是技术性问题,如果使用更好的加速器和探测器,也许就可以发现新粒子了。但斯特塞勒指出,他们遇到的也有可能是概念性问题,就像迈克耳孙和莫立当年一样。

  有些物理学家认为,阴性结果本身并没有什么重要的意义。“我们知道标准模型理论并不完善,到了一定的能量级上,这一理论必须向外延伸。但从理论上来说,延伸的结果可能有数百万种之多,我们必须从实验中寻找线索,确定哪个才是正确的方向。”法国国家科学研究院的理论物理学家亚当·法尔克斯基(Adam Falkowski)说道。

  不过,费米国立加速器实验室的博士后研究员南·特兰(Nhan Tran)表示,此次研究结果还是起到了一定的帮助的。“它帮助我们缩小了研究范围,”他说道,“让我们更加关注正确的研究方向。”

  佩斯金认为,把目前的研究与前人寻找以太的实验相提并论,未免有些言过其实了。“迈克耳孙和莫立推翻了之前的理论,”他说道,“而标准模型理论的基础要更加稳固。”不过他还补充说,这样的结果让他对超对称性理论不再那么抱有信心了。“有时我相信它是真的,”他说道,“但有时我也会产生怀疑。”

  但与此同时,大型强子对撞机又是一件强大的新工具。佩斯金表示:“如今我们探测超对称性粒子的能力已经大大加强了,如果你相信它们存在的话,也许它们明年就会露出庐山真面目了。”(叶子)

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