第332章 :我也不差(3 / 4)

作品:《桃花泛滥,这谁遭得住啊

在上个世纪60和70年代,物理学家扩展了这一概念,发现了与守恒定律相关的、其它隐藏的对称性来发展粒子物理学的标准模型。

在发现守恒定律的任何地方,物理学家都在寻找对称性,反之亦然。这个标准模型解释了大量的基本粒子以及它们之间的相互作用。许多物理学家都认为标准模型是有史以来最成功的科学理论之一,因为它能够精确地预测实验结果。然而,标准模型并不完美,还有许多问题是它无法解释的。

一直以来,物理学家的目标便是构建一个统一理论,用几个方程就可以描述万物,尽管这已经被证明是非常困难的。这些统一理论是建立在基本对称的假设上。什么样的对称性能够统一基本力中的电弱力(电磁力和弱核力的统一)和强核力,物理学家还不知道。但是寻找这样的一个“大统一理论”是物理学中一个活跃的领域。

一个好的大统一理论能够预言宇宙中的质子和中子从何而来。质子和中子这两种粒子被称为重子,重子的总数应该是守恒的。在实验上,科学家寻找的是质子是否会发生衰变。如果我们观测到质子衰变,那么我们就会知道重子数是否真的守恒,这是大统一理论的关键线索。

但是,当我们寻找超越标准模型的理论时,物理学家发现了一种隐藏的对称,称为超对称,这是许多大统一理论的核心。超对称是建立在统一两组主要的基本粒子的基础上:费米子(比如电子和夸克)和玻色子(比如光子和希格斯玻色子)。它假设所有的费米子都有一个玻色子伙伴,反之亦然。

对称性是标准模型的基础。图中圆圈部分代表了标准模型中的粒子,比如光子和电子。外围则是超对称理论提出的假想粒子。

超对称优美地解决了许多标准模型无法解决的问题,因此大型强子对撞机(LHC)的首要任务便是寻找超对称的迹象。但到目前为止,科学家还未发现这样的粒子,尽管人们对探测寄予厚望,一些物理学家开始质疑超对称的正确性。也许对称性只能让物理学家走到这一步。

这一观点让一些物理学家左右为难。如果这不是一直以来的指导原则——即越对称越好——那么指导原则究竟是什么?