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[原创]调和超对称量子数上帝粒子路

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发表于 2013-3-28 22:41 | 显示全部楼层 |阅读模式
[watermark]三、调和超对称量子数上帝粒子路
众所周知,在标准模型中存在28个基本常量。这是一个非常大的数字。因为基本常量是一个出现在自然定律中而且无法被计算的量,只能通过实验来测定。所以一直有不少人试图减少基本常量的数目,但迄今为止没有取得任何成功。28个基本常量中包括有电子、u夸克和d夸克等稳定粒子的质量,和不稳定粒子由w和z玻色子,μ和τ轻子、3个中微子,4个重夸克s、c、b、t等的质量以及携带的类似精细结构常数的自由参数、混合角和相位参量等,都要求人类实验给出。
质量谱计算公式M=GtgNθ+H运用裂纹弦或“船闸”模型的顺次模数、基角、参数等14个主要新参量来计算总共61种的夸克、轻子和规范玻色子的质量。虽然它们先要实验测量或设定,但这14个新参量的数目比28个基本常量中包括的稳定与不稳定夸克、轻子和规范玻色子的质量,以及它们携带带的类似精细结构常数的自由参数、混合角和相位参量等的总数目少一点,也就减少了28这个数字的总量,但是还比不赢巴尔末公式运用的勾股数。索末菲的超对称量子数是在玻尔的主量子数n基础上,引入的新的两个量子数k和m,解释了塞曼效应,由此也启发了对夸克质量谱公式能否在弦图上做文章。由于已经有从裂纹弦核式弦图延伸到巴拿马运河船闸链式弦图的想法,要分类排出夸克质量谱量子数,这也类似巴拿马运河当局那套复杂管理规则的设计。
1、但为什么要把巴拿马运河船闸链式弦图从直线型变为马蹄形链式弦图呢?
这里要说明,无论是直线、射线型链式弦图还是马蹄形、U型链式弦图,都是一种对希格斯场生成质量机制的部分简略的抽象,至于为什么一定要加进马蹄形或U型,这是时空“囚陷曲面”机制所决定的。丘成桐教授的《大宇之形》一书中说,早在20世纪60年代,霍金和彭罗斯借由几何学和广义相对论定律,证明了极度弯曲、光线无法逃脱的囚陷曲面的存在。他们设想有一个普通的二维球面,它的整个表面同时放出光芒。此时,光线会向内和向外发散。向内的光线所形成的曲面,面积会急剧减小,到球心时缩小成一点;而向外光线的曲面面积则会逐渐增大。但如果是囚陷曲面则不然,无论是向内或向外移动,曲面面积都会减小。不管朝哪个方向走,你都被困住了,根本没有出路。原因这就是囚陷曲面的定义;是巨大的正均曲率使它再弯回来的。
1)这个道理类似想象在球面上,以北极为起点的大圆,离开北极后它们会彼此拉开,但因为球面曲率是正的,最后大圆会开始敛聚,最终聚焦在南极上。正曲率就有这种聚焦效应。这和丘成桐教授证明的卡拉比猜想有点类似,即空间没有物质,有些地方也会发生时空弯曲效应。丘成桐说卡拉比猜想的这些空间,现在通称为卡拉比—丘空间,这是卡拉比透过颇为复杂的数学语言作的表述,其中涉及到克勒流形、里奇曲率、陈类等等,看起来跟物理沾不上边,其实卡拉比抽象的猜想翻过来可变为广义相对论里的一个问题:即能否找到一个紧而不带物质的超对称空间,其中的曲率非零,即具有重力?即它要求要找的时空,具有某种内在的对称性,这种对称,物理学家称之为超对称。丘成桐说他花了差不多三年,不仅证明指出封闭而具重力的真空的存在性,而且还给出系统地大量构造这类空间的途径。
2)这个证明涉及广义相对论中的正质量猜想。这个猜想指出,在任何封闭的物理系统中,总质量/能量必须是正数。丘成桐和舒恩利用了极小曲面,终于把这猜想证明了。卡拉比猜想证明存在的空间,在弦论中担当有重要角色,原因是它们具有弦论所需的那种超对称性。如威滕、斯特罗明格等弦学大师认为,弦论中那多出来的6维空间的几何形状,是卷缩成极小的空间,就是卡拉比-丘空间。弦论认为时空的总数为10,其中4维时空是我们熟悉的,此外的6维暗藏于4维时空的每一点里,我们看不见它,但弦论说它是存在的。弦论还进一步指出,卡拉比-丘空间的几何还决定了我们宇宙的性质和物理定律。如哪种粒子能够存在?质量是多少?它们如何相互作用?甚至自然界的一些常数,都取决于卡拉比-丘内空间的形状。
因为利用狄克拉算子来研究粒子的属性,透过分析这个算子的谱,可以估计能看到粒子的种类。时空具有10个维数,是4维时空和6维卡拉比-丘空间的乘积。因此,当运用分离变数法求解算子谱时,它肯定会受卡拉比-丘空间所左右。卡拉比-丘空间的直径非常小,则非零谱变得异常大,这类粒子只会在极度高能量的状态下才会出现。
3)而这所有的一切,正是前面三旋弦论实用符号动力学具有的三大特点能解释的:
例如24种含线旋的三元排列组合符号,正是在代表额外维度和紧致化的强烈。原因是线旋含有孔洞的通量场,用力线或纤维丛思考,按此三元排列组合符号作自旋运动,它们的力线或纤维丛,在洞穿环面中心孔时的缠绕、纽缠,即使在自旋的一个自然的周期过程中,就已经非常自然地造就出卡拉比-丘流形,这就解决了生成卡拉比-丘流形的操作问题;并且同时也解决了卡拉比-丘流形原先存在的三大疑难问题。
例如,这24种含线旋的三元排列组合符号,自然自旋生成的卡拉比-丘流形,可以从它们的生成元环面的大圆上任意取一“点”,作标记考察,这个点的轨迹实际成为计量这个特定的卡拉比-丘流形上的流线,因为这个特定流线还可以变换为纽结拓扑理论来计算,即可以用琼斯纽结多项式来描述。同理,含线旋的二元排列组合符号,自然自旋生成的24种卡拉比-丘流形,也是如此,而且琼斯纽结多项式更简单些。
这也就是弦论和标准模型追求的除开希格斯粒子外的基本粒子的超对称表达。
反之,希格斯粒子和它们的超对称,就正对应不含线旋的二元排列组合符号的那4种卡拉比-丘流形。它们虽然也可具有类似额外维度的紧致化,但由于没有力线或纤维丛洞穿环面中心孔的缠绕、纽缠,所以缠结的能量和质量较易开放或发散。
4)由此,三旋弦论实用符号动力学解答了希格斯场论、弦论和卡拉比-丘流形之间的自然联系。但为什么三旋弦论实用符号动力学的同一个的符号标记,例如同一个的符号标记的夸克,有多种质量的实验实测数据呢?类似的问题是,同一种或同一类的如24种含线旋的三元排列组合符号,或24种含线旋的二元排列组合符号数,或4种不含线旋的二元排列组合符号,表面上它们的符号相差不大,为什么它们之间的质量实验实测数据相差却非常之大、非常之多呢?
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 楼主| 发表于 2013-3-28 22:42 | 显示全部楼层

[原创]调和超对称量子数上帝粒子路

2、符号动力学,或实用符号动力学,或弦论实用符号动力学,或三旋弦论实用符号动力学,之所以含“符号”,因为它们只是在用符号,对研究系统中的客体进行编码、命名或标志,而不是在用符号解释实在客体的真实性质。当然在有些符号的编码规律或依据的图像中,有一部分性质也许和研究对应的客体的真实性质,有一定联系;但更多的是,对于类似夸克的质量多样性的表现,类似与光谱线的环形核式弦图是用量子数来表达一样,也是在用类似索末菲的超对称多元性量子数在分配。
在寻找分配给巴拿马运河船闸马蹄形链式的弦图中,用类似索末菲的超对称多元性量子数来讨论夸克的质量谱计算公式,巴拿马运河、船闸以及马蹄形链式弦图并不是希格斯场的真实抽象,也不是夸克粒子的形态的真实抽象,而是对它们所属质量机制具有的客观性质作的部分简略的抽象,我们称为“大量子弦论”。 巴拿马运河连通大西洋和太平洋,船闸和码头分属在运河的两端,这提供了一部分超对称多元性量子数的遐想。而马蹄形链式弦图的大量子弦论,则更真实细化了这里超对称多元性量子数的遐想。
1)事情始于知道一组6种夸克质量的数据情况下,作寻找夸克质量谱计算公式的。
我们设想所有经过正规渠道报导的多组数据,都是实验实测的真实数据;而作为在一个相同系统用相同方法实验实测的真实数据,是唯一准确的一组数据,那么它们是一定有规律可循的。这个规律假设用的是马蹄形链式弦图的夸克质量谱计算公式,由类似索末菲的超对称多元性量子数的经验可知,即使主量子数相同,但由于轨道形状量子数k和磁量子数m或轨道运行方向空间量子数不同,光谱线的波长也不相同,那么同一个道理,如果报导提供的一组6种夸克质量的实验实测的真实数据中,有一个或少数个不符合多数个遵循的相同量子数认定方法寻找出的质量谱公式计算的结果,我们不能说这一个或少数个真实数据错了,而是说可能被不相同系统用不相同方法实验实测的真实数据混进来了。即我们不是否定这一个或少数个的数据不存在,而是存而待论,用符合多数个遵循的相同量子数认定方法寻找出的质量谱公式计算的结果,来代替。
例如,2012年格林《宇宙的结构》一书提供的上夸克u、粲夸克c、顶夸克t、下夸克d、奇夸克s和底夸克b等的质量分别为:0.0047Gev、1.6Gev、189Gev、0.0074Gev、0.16Gev和5.2Gev,就有这类情况。其中出入大的是顶夸克t我们算出的是202Gev。
2)这是总结马蹄形链式弦图的夸克质量谱计算公式的研究和分析,才得出的多元性超对称量子数质量谱公式的;它对应的正切函数的∠θn的角度分数值θn公式:
θn=θfS±W²                      (2-1)
式中θ=15′,称为质量基角。f称为质量繁殖量子数,f=6²或6^0。S称为首部量子数,W称为尾部量子数;S=n×m,W=m×n,但大多数时候S≠W,少数时也可S=W;其中m=1、2、3、4、5,n=1、2、3、4。由此格林夸克质量谱公式为:
M=Gtgθn=Gtg(θfS±W²)        (2-2)
由于G=1Gev,上式可写为M=tg(θfS±W²)。这样超对称量子数夸克质量谱公式只需要用一个质量基角常量θ=15′,就可以求出格林夸克质量谱中的6个夸克质量值。设G为质量单位符号,G=1Gev,下面是我们的验算:
上夸克u:M1=Gtg(θfS±W²)=tgθ1=tg16′=tg0°16′=0.0046Gev
下夸克d:M2=Gtg(θfS±W²)=tgθ2=tg26′=tg0°26′=0.0076Gev
奇夸克s:M3=Gtg(θfS±W²)=tgθ3=tg544′=tg9°4′=0.16Gev
粲夸克c:M4=Gtg(θfS±W²)=tgθ4=tg3495′=tg58°15′=1.6Gev
底夸克b:M5=Gtg(θfS±W²)=tgθ5=tg4716′=tg78°36′=5.0Gev
顶夸克t:M6=Gtg(θfS±W²)=tgθ6=tg5384′=tg89°44′=202Gev
可见除开顶夸克t外,其余的3个误差都在小数点以下,说明格林提供的数据系统性程度高,这与他收集的数据时间最近有关。
3)超对称破缺的量子数如何表达?根据设计出的超对称破缺的“船闸”链式弦图,虽然可以有多种,但这类似如果运河和两端船闸的实体一旦修好,这是不能变更的类似的常识。所以可以变更的量子数,类似只能是码头的编码编号,即可动的只能是量子数。那么具体到格林夸克质量这些量子数,是如何分类和布局的呢?下面是我们对格林夸克质量谱正切函数角度值分拆的多项式的其中的一组过程,它是有规律的:
上夸克u:15=15(1×1)+0≈15×6^0×(1×1)+(1×1)²=16
下夸克d:17=15(1×1)+2≈15×6^0×(1×2)-(1×2)²=26
奇夸克s:545=545(1×1)+0≈15×6²×(1×1)+(1×2)²≈544
粲夸克c:3480=545×(2×3)+210≈15×6²×(2×3)+(4×4)²≈3496
底夸克b:4747=545×(3×3)-158≈15×6²×(3×3)-(3×4)²≈4716
顶夸克t:5382=545×(2×5)-477≈15×6²×(2×5)-(2×2)²≈5384
以上各式中后面的两对乗积多项式,是否有和巴耳末公式的量子数多项式相似的规律呢?按有规律相似的情况,对格林夸克质量谱中6个夸克的质量值,配对航道归口,分解成的含有量子数字的多项式为:
(15-6-0-1-1-1-1)上夸克u=15×6^0×(1×1)+(1×1)²   (3-1)
(15-6-0-1-2-1-2)下夸克d=15×6^0×(1×2)-(1×2)²   (3-2)
(15-6-2-1-1-1-2)奇夸克s=15×6²×(1×1)+(1×2)²    (3-3)
(15-6-2-2-5-2-2)顶夸克t=15×6²×(2×5)-(2×2)²    (3-4)
(15-6-2-2-3-4-4)粲夸克c=15×6²×(2×3)+(4×4)²    (3-5)
(15-6-2-3-3-3-4)底夸克b=15×6²×(3×3)-(3×4)²    (3-6)
以上分拆的6个式中的数字,有很强的全息性。如上式前面括号内的那些量子数字,即常量f和量子数字N、m、n等四个数,类比玻尔的量子能级理论,类比巴尔末公式中的常量和量子数,马蹄形链式弦图中的常量和量子数字的意义是什么呢?
首先“15”作为质量轨道圆弦基角θ这个共同的常量数角度分数,能确定下来,即θ=15′。第二,“6”和0与2,作为粒子夸克的共同数目类似一个繁殖系数,也能确定下来。那么剩下的数代表的量子数符号的什么意义呢?是格林夸克质量对称破缺的巴拿马运河船闸-马蹄形链式弦图的摆布和链式轨道弦图量子数多项式摆布的性质;它们对应以上6个格林夸克质量谱正切函数角度值分拆的多项式反映的性质。
4)众所周知,分析计算光谱线波长量子数多项式,是离不开弦图的;同样,要分析计算夸克质量谱,求证合理的量子数多项式,也是离不开弦图。但符号编码的复杂性和数字计算的复杂性,还在于具体到每个夸克的计数时,因为在链式弦图的所在位置都不一样,需要确定唯一的链式弦图。这里给出的是:马蹄形不管蹄口左右向平行摆放,还是蹄口上下向竖直摆放,摆放形式即使不同,但只要是能合理,都是马蹄形链整体如全息式“U”型的分形图示。现以马蹄形磁铁蹄口向下摆放为例,这是以三个大小不同的马蹄形磁铁,蹄口向下的重叠摆放,但又稍有变化。
因为有大级和小级之分,其中又有内外之分;其次这里的大级和小级整体“U”型类似双航道,按质量大小从开端到终端,是分成三级码头层级,设其类似轨道空间方向量子数的层级编码符号为n。如将上夸克u和下夸克d构成的一个小马蹄形,称为1号马蹄形,它的蹄口向下摆放,作为整体“U”型的一边磁极,n=1。
而作为马蹄形全息的再延伸,是将称为2号马蹄形的奇夸克s与顶夸克t构成的一个最大的马蹄形,和称为3号马蹄形的粲夸克c与底夸克b组成的另一个次大的马蹄形,两者蹄口向下,并重叠起来,再把它们各自下端一边的磁极,如奇夸克s和粲夸克c联接到1号马蹄形的弯背处,作为整体“U”型与1号马蹄形合成的这一边的磁极的接口,n=2。整体“U”型另一边的磁极,是底夸克b在内,顶夸克t在外的竖直平行摆放,n=3。其次,属于整体“U”型,设其类似磁极量子数的编码符号为m,由此,上夸克u、下夸克d、奇夸克s和粲夸克c等是同为磁极的大级,因此这4个是同起m=1;而底夸克b和顶夸克t作为另一磁极的大级,是同起m=2。   
另外,上夸克u和下夸克d层级同起n=1;奇夸克s和粲夸克c层级同起n=2;底夸克b和顶夸克t层级同起n=3,但在这三个同属大级和小级之分的层级方位量子数中,各自两个夸克由于所属位置还有内外之分,上夸克u、奇夸克s和顶夸克t等,是同起属于大级和小级之分方位量子数在整体“U”型的外层的磁量子数,同起m=1;下夸克d、粲夸克c和底夸克b等,是同起属于大级和小级之分方位量子数在整体“U”型的内层的磁量子数,同起m=2。即作为整体“U”型的一边磁极,1号马蹄形上夸克u、下夸克d和“U”型全息式分形图的交叉点奇夸克s和粲夸克c,另一边的磁极是底夸克b、顶夸克。
其次,整体“U”型外在的四端点上夸克u、下夸克d、底夸克b、顶夸克t,组成的四端点,按它们之间的质量大小排列,这又类似轨道空间方向量子数的层级编码n,即对这种不连接的4个端点按质量大小,它们的空间方向层级量子数n分别n=1、2、3、4。但是将这4个端点和中间的交点,归属大级极点或码头,这类似磁极量子数m,即它们分别是m=1、2、3、4、5;即按质量大小和码头层级,中间交点的奇夸克s和粲夸克c的类似磁极量子数m同起m=3,4个端点的4个夸克的类似磁极量子数m分别为m=1、2、4、5。可见一种夸克的量子数不是不变,而且可以是相同或不相同。
以上磁极量子数m和方位量子数n,也许会把问题弄复杂化。但以上(3-1、2、3、4、5、6)等6式中,各个配对中里的第一项首部量子数S(1×1)、(1×2)、(1×1)、(2×5)、(2×3)、(3×3)等6对组合,其S=n×m;以及各个配对里的第二项尾部量子数W(1×1)、(1×2)、(1×2)、(2×2)、(4×4)、(3×4)等6对组合,其W=m×n,这里S和W中的那些数字,也确实是这样配合来的。
 楼主| 发表于 2013-3-28 22:44 | 显示全部楼层

[原创]调和超对称量子数上帝粒子路

3、如此算出格林夸克质量相同系统用相同方法实验实测唯一准确的这组数据,通过其顶夸克t质量是202Gev,就可开始估量希格斯粒子的质量了。
希格斯粒子是英国物理学家希格斯预言的粒子,他假设其是物质的质量之源,其他粒子是在希格斯粒子构成的“海洋”中游弋,受其作用而产生惯性,最终才有了质量。但问题有两点,一是希格斯粒子的超对称认定,二是希格斯粒子的自旋认定。
1)超对称性被称之为SUSY,最早日本物理学家宮沢弘成在1966年首次提出超对称理论,他当时是为了补充标准模型中的一些漏洞。超对称理论的最简单描述就是,除了我们所熟知的亚原子粒子外,还存在超对称粒子,它描述了费米子和玻色子之间的对称性,认为每种费米子都应有一种玻色子与之配对,反之亦然。这种理论可帮助解释,为何宇宙中“看不见”的暗物质,远比我们能观察到的物质量多得多。
检验超对称性的实验,目前是在欧核中心的LHCb设备上进行,这是安装在大型对撞机环路中的4台大型探测设备之一。在实验中,欧核中心试图以前所未有的精度观察B介子的衰变情况;如果超对称粒子真存在,那么B介子的衰变频率将要比它们不存在的情况下高得多。除此之外,如果超对称粒子存在,它们的物质,和反物质版本粒子衰变时表现的差异,也应当要更大一些。因为在美国费米实验室质子-反质子对撞机得到的结果,似乎暗示B介子的衰变确实受到超对称粒子的影响,因此需要某种证实或澄清。然而欧核中心在对数据进行深入分析之后,认为LHCb实验未能找到超对称粒子存在的间接证据;而且在这之前,LHC的另外两台大型探测器,也未能探测到超对称粒子。但这是否就能宣布超对称理论的死刑呢?不能。
我们说的希格斯粒子超对称,是指前面三旋弦论实用符号动力学表明的,代表质量希克斯玻色子的AB、aB或Ab、ab这两组符号,其中一组为另一组的超对称。这吻合LHC实验已经发现质量为125.3±0.6GeV与126.5GeV的疑似希格斯粒子或称“上帝粒子”的新粒子。其中代表超对称的那组没有被发现,问题是如何认知环量子的自旋定义。我们说希格斯粒子和其它亚原子粒子的区别,不是没有自旋,而是没有线旋。
其次,在大量子弦论分析的类似巴拿马运河船闸-马蹄形链式弦图的抽象中,希格斯能级梯海的“度规格子”类似长江三峡大坝的“船闸格子”或巴拿马运河的“船闸格子”,如此希格斯粒子可变换为类似希格斯海中的拖船、驳船、锚泊船或起重吊船。这里要虚拟希格斯粒子超对称的是起重吊行为,这可以设想希格斯粒子是两个配对的,起重吊量差不多的起重机,它们安置在船闸河道的两岸。事实上,类似的这种超对称,有马约拉纳费米子可参照,该粒子会作为它们自己的反物质并湮灭它们自己。
但2012年由荷兰物理学家和化学家组成的研究小组,已经提出了马约拉纳费米子以准粒子形式存在的可靠证据。这些马约拉纳费米子作为电子群,它们相互行为像单个粒子。希格斯粒子是一种独特的玻色子,是否以准粒子形式存在,也会像马约拉纳费米子有奇特的超对称呢?其实,如果说超对称粒子存在,B介子的衰变频率将要比它们不存在的情况下高得多;它们的物质,和反物质版本粒子衰变时表现的差异更大,这已经是LHCb实验的事实。如原来设想的只是一种没有差异的希格斯准粒子,现在发现的是有差异的两个希格斯准粒子,这难道不是LHCb实验找到超对称粒子存在的间接证据?至于认定类似B介子的衰变频率,其介子的组成是两种夸克。
2)夸克是什么东西?在南部一郎的弦袢论和盖尔曼的夸克论的等价中,介子类似两根碰头的裂纹弦。在量子弦论中,最简单的弦图是一个微小的环圈,天下所有的基础粒子都是由这种环圈的客体振动或自旋产生类似音乐一样生成的。但目前除三旋弦论实用符号动力学的研究外,物理学界并没有对环量子自旋的严格定位,只有对球量子自旋的一般定位,所以目前物理学家们要试图确认疑似的希格斯新粒子的自旋这项基本属性,还缺乏拓扑物理的共识。
但从前面的三旋符号动力学给予的统一符号刻划,24种含线旋的二元排列组合符号,和4种不含线旋的二元排列组合符号,从数学的排列组合知识上,它们只是属于“组合”,不属于“排列”。《三旋理论初探》一书中证明,由于同样多的字母符号,排列比组合的字母序列表型多得多,具体对应到基本粒子的自旋,这是在一个周期中按类似字母的顺序作不同自旋先后排序在起动,在夸克就表现为量子色动力学称的“颜色”;另外这里还所谓的“冗余”码,等等。
总之,三旋符号动力学是把数学的群伦和编码学结合在一起的应对物理自旋的一门科学。所以研究B介子的衰变频率,也需要三旋弦论实用符号动力学的探索。据陈国明先生讲,中国参加欧核中心CMS和ATLAS发现质量为125.3±0.6GeV与126.5GeV的粒子的实验,在CMS组中,全世界有30多个国家的3000多位科学家参加,中国参与的团队是中科院高能所和北大,总共30多人,在人数中占到了1%的样子;在参加的一些物理分析中,中国小组在区分信号和本底噪音这一关键技术上,提供了自己的方法,使得数据分析的灵敏度,比之前最好的美国组的方法还提高了3%。但对于自旋,不知中国小组有没有提供三旋弦论实用符号动力学的研究意见。
如果在CMS组中,是从球量子自旋在作一般的定位,这里自旋虽然也是所有亚原子粒子非常重要的特性,决定了它与其它粒子相互作用的方式;如分析“疑似希格斯粒子”的一个自旋值似乎为零,又似乎自旋值为2的结果无法被排除。这可以看出没有弄通环量子自旋弦论。因为他们说,如果最后确定其自旋为2,那么这将意味着是一种此前未曾预料到的新粒子,虽然这种可能性目前看来正在变得越来越小。另外又说,ATLAS探测器的数据已经检测到,这种疑似希格斯粒子衰变为两个质子的现象,这在意味着某些新的物理原理。其实对于三旋弦论实用符号动力学的“大量子弦论”看来,这一切也难否定欧核中心既发现了希格斯粒子又发现了超对称。
3)2012年第7期《环球科学》杂志发表《粒子物理学迎来革命时刻》的文章,撰文的是兹维• 伯恩(Zvi Bern)、 兰斯• J • 狄克逊(Lance J.Dixion)和戴维• A • 科索维尔(David A.Kosower)等三位科学家。他们说,大型强子对撞机里的粒子碰撞时发生了什么,他们发明的幺正方法就能知晓。其实对探测器中捕获到的撞击、散射、交换、吸引、排斥、衰变和湮灭的基本粒子或粒子碎片雨,他们的文章并没有说清如何能发现希格斯粒子又发现超对称。
也许世界上大多数人看粒子碰撞时的粒子碎片雨,感觉其轨迹都是复杂或杂乱。     但从前面三旋符号动力学大量子弦论研究的调和超对称量子数看来,却类似放礼炮的烟花烟火飞舞,是有规律可循的。例如烟花厂家里的顶级烟花烟火设计技师,从看烟花烟火释放的外源性弦丝、弦粒、弦线雨的光谱色泽,就知道在礼炮烟花烟火中,加添了些何种的化学元素原子。类比LHC探测器,测粒子就是测弦,测弦就是测粒子。
我们生活在中国,但对长江三峡大坝船闸的数据并不了解,只是在用作大量子弦论的科普。能知巴拿马运河大坝船闸的数据,是因为《南方周末》2012年6月21日发表的《巴拿马运河》一文有过报道:巴拿马运河船闸可供进靠的船舶极限为长292米、宽32.2米、吃水12.04米。这里船闸的尺码极大地改变了世界的造船业,业界把32.2米宽且292米长的船称为巴拿马极限型,成为造船工程师的首选。这是一幅生动的希格斯场、希格斯机制、希格斯粒子和其他基本粒子质量起源的类似写照。
由此用对撞机寻求证明的希格斯王国,不再神秘。这并不是说希格斯粒子可有可无,而是说类似巴拿马的船闸每级闸门至少要修多宽?多长?才是巴拿马极限型类似的基本粒子大质量。因为基本粒子中的庞然大物,与被精确地塞进为它特制的容器是一致的。
以此把所有24种的夸克、轻子和除希格斯玻色子以外的规范玻色子等基本粒子,类似对应船只,那么修的大坝的船闸闸门,要照应也才合适,这就可知希格斯船闸的极限型。由此可以把巴拿马比作希格斯王国,巴拿马运河的船闸限定大船的机制与希格斯王国生成大量子弦的机制连接,这就不难知道始于137亿年前的宇宙大爆炸。
4)前面已验证过格林夸克质量谱系统中质量最大的顶夸克t为202Gev,作为希格斯运河船闸可供进靠的大量子弦的极限“长度”,为202GeV类似的质量;这个“船闸”的尺码,极大地打造了基本粒子物理王国,被称为希格斯场机制,成为打造“上帝粒子”的首选。目前欧核中心的希格斯王国模拟实验,125.3±0.6 GeV/c2为CMS发现的质量,而ATLAS发现的质量为126.5GeV,取它们各自发现的概率为50%,那么综合希格斯粒子的质量准确值为:
(125.3 +126.5)×50%=125.9(GeV)             (4-1)
接下来该怎么办呢?因为这个125.9GeV/c2的希格斯粒子质量,似乎与顶夸克的验证质量为202GeV/c2是矛盾的。这是一个类似的“谷仓内的标枪悖论”,即希格斯粒子质量的大小,小于“希格斯船闸”可供进靠的大量子弦的极限“长度”,是悖论。但解决这个悖论,反而能为ATLAS和CMS两个研究团队接下来该怎么办,提供了一个方向:
因为依据顶夸克的质量,寻找希格斯粒子质量打开的判据,是大型强子对撞机将它产生时的速度,达到光速的83%,就可一锤定音。“谷仓内的标枪悖论”,据上海科技教育出版社2010年出版的查尔斯•塞费的《解码宇宙》一书介绍,它是个早已闻名和已经研究解决了的悖论。塞费分析它的关键点类似,希格斯王国的“宪法”对测量或观察执行的密码,是爱因斯坦相对论的两个假设。虽然这个希格斯王国在137亿年前的宇宙大爆炸初始,就已完成了它的使命,但质量“宪法”没变。塞费说,相对性原理和光速不变原理两个假设有许多离奇的结果,但该理论却有着完美的对称性。观察者或许对长度、时间、质量以及许多其他基本实物各抒己见,但与此同时,所有的观测者都是正确的。塞费用具体数据解说“谷仓内的标枪悖论”:想象有一名短跑运动员能以光速80%的速度快跑,他是手持一根15米长的标枪,向着一座15米长的谷仓跑去。
这座谷仓有一个前门和一个后门。一开始,谷仓前门开着,后门关着。观测者原地不动,坐在屋顶橼架上测量,由于奔跑者米尺的相对论性效应,他实际测量到这根15米长的标枪缩短了,只有9米。而固定不动的谷仓,仍然保持它原来的15米的长度。塞费说:“正如爱因斯坦的理论所说,信息即实在。如果我们的精确测量仪器获取了关于标枪的信息,这些信息显示标枪是9米长,那么它就是9米长----不必考虑一开始时它有15米长”。我们不想重复塞费在书中从各个角度论证他的这个正确结论。丹尼尔•肯尼菲克出版的《传播,以思想的速度》一书中,也重复了对“谷仓内的标枪悖论”类似塞费得出的分析:短跑运动员与屋顶橼架上的观测者对事件的顺序意见不一致,解决这个悖论与时间有关。我们习惯于独立地在空间或在时间中测量,但实际存在一个描述两扇门关闭之间信息传播需要时间的时空区域,它兼有空间的和时间的两个方面。
5)具体联系到ATLAS和CMS两个研究团队,是在人工实验室里重新“复活”大爆炸时期的希格斯王国和希格斯运河的船闸,以寻获希格斯粒子的踪迹。但这里,时间顺序是被颠倒了,然而爱因斯坦的理论告诉这却有着完美的对称性。
我们用类似巴拿马运河船闸模型的大量子弦论,解释希格斯粒子是一种理论上预言的能解释其他粒子质量起源的新粒子,这类似从薛定谔猫到彭罗斯的薛定谔团块,假设宇宙大爆炸的撕裂,质量变化有类似轮船在船闸的位移,是用在不同落差的分段的数学分析,来解释的。当然也还有类似玻尔-索末菲的超对称量子化量子数n、k和m交织等,用这种基于链式弦图的质量谱公式,才验算出顶夸克的质量为202GeV的。
但我们说125.9GeV/c2为今天希格斯粒子的质量,不是把它比作大爆炸时期的希格斯运河的船闸,而是与顶夸克调换了一个角色,成了希格斯巨轮,顶夸克的质量反而成了船闸的长度。而且根据前面塞费的谷仓内的标枪悖论分析,还应把希格斯运河的船闸与谷仓调换,成为“希格斯谷仓”,那么顶夸克的质量成了谷仓的长度,希格斯粒子也被再调换为短跑运动员和标枪的组合。设希格斯粒子在对撞机里“跑”的速度为νx,质子速度为νz。虽然大型强子对撞机有能力将质子流加速到光速的99.99%,但已知顶夸克的质量是约质子质量的200倍,希格斯粒子也比质子的质量大,且由质子生成,希格斯粒子速度νx自然比质子速度νz是光速的99.99%还小。那么希格斯粒子的速度νx是光速的多少呢?根据塞费对谷仓内的标枪悖论提供的数据:短跑运动员以光速80%的速度向着一座15米长的谷仓跑去,他手持的15米长的标枪缩短为只有9米。
如果塞费说的准确,因相对性原理和光速不变原理的信息真实效应适用于“希格斯谷仓”,其对应比例是:
(标枪的测量长度/谷仓长度):运动员速度=
等于(希格斯粒子质量/顶夸克质量):希格斯粒子的速度νx,即:
(9/15): 0.80=(125.9/202): νx              (4-2)
νx=(0.80×0.62)÷0.6=0.5÷0.6=0.83(光速)
即这个希格斯粒子速度νx为光速的83%,是已知实验数据的理论反推。实验“重演”的过程是欧核中心在建造的能量强大的大型强子对撞机设备里面,有能力将质子流加速到光速的99.99%,使两束高能质子流进行加速、对撞。以每1012次的质子对撞,才可能产生一次希格斯粒子。困难的是它一旦产生,就转瞬即逝,衰变成光子和强子等其他粒子。目前ATLAS和CMS寻找该粒子最主要的过程,只是“抓住”希格斯粒子衰变产生的光子,反推它们会不会是希格斯粒子产生后又衰变出来的。遗憾的是,他们没有反推希格斯粒子的速度νx。如果对撞机实验能测出希格斯粒子的速度νx,与我们理论预测的νx为光速的83%数据吻合,就应该说发现的新粒子是希格斯粒子能定下来。
参考文献
[1][英]曼吉特•库马尔,量子理论----爱因斯坦与玻尔关于世界本质的伟大论战,重    庆出版集团重庆出版社,包新周等译,2012年1月;
[2]王德奎,三旋理论初探,四川科学技术出版社,2002年5月;
[3]孔少峰、王德奎,求衡论---庞加莱猜想应用,四川科学技术出版社,2007年9月;
[4]王德奎,解读《时间简史》,天津古籍出版社,2003年9月;
[5]陈超,量子引力研究简史,环球科学,2012年第7期;
[6]杨振宁,韦尔对物理学的贡献,自然杂志,1986年第11期;
[7][英]罗杰•彭罗斯,皇帝新脑,湖南科技出版社,许明贤等译,1995年10月;
[8]王乔翻译,超弦理论,科学世界,2013年第3期;
[9]凯恩,超对称:当今物理学界的超级任务,汕头大学出版社,郭兆林等译,2004年1月;
[10]刘月生、王德奎等,“信息范型与观控相对界”研究专集,河池学院学报,2008年增刊第一期,2008年5月;
[11][美]查尔斯•塞费,解码宇宙,上海科技教育出版社,隋竹梅译,2010年4月;
[12][美]丘成桐、史蒂夫•纳迪斯,大宇之形,湖南科技出版社,2012年12月;
[13]陈蜀乔,引力场及量子场的真空动力学图像,电子工业出版社,2010年7月;
[14]][英]安德鲁•华生,量子夸克,湖南科技出版社,刘健等译,2008年4月;
[15][美]布赖斯•格林,宇宙的结构,湖南科技出版社,刘茗引译,2012年4月;
[16]G•Feldman.、斯坦博格,物质族的数目,科学(《科学美国人》中文版)1991(6)。
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