人类距离物理规律大统一只差一个超引力？(2)

由于标准模型存在漏洞，科学家们一直力图改进。1973年，物理学家朱利叶斯·韦斯和布鲁诺·祖米诺提出了一种新概念的时空对称理论——“超对称”，它认为每个基本粒子都有一个对应的“伙伴”，如每个玻色子都伴随一个“超费米子”，而每个费米子又都伴随一个“超玻色子”。神奇的是，看似更复杂的超对称理论却有效改进了标准模型的诸多不足之处。

事实上，超对称理论在提出之时并未考虑引力因素，但却为费拉拉、弗里德曼、范尼乌文赫伊曾3人提供了灵感。具体而言，一般情况下，物理学家通过引入引力子的概念来量子化引力，弗里德曼等人受超对称的启发，为引力子增加了一个伙伴——引力微子，正是这一创新直接催生了超引力理论。随后，他们通过计算机编程计算检验了这一理论的科学性。1976年，超对称问世仅仅3年后，超引力横空出世，震惊整个理论物理学界。

超引力仍需验证，大统一或靠“超弦”

“引力量子化曾被称为21世纪最大的科学难题，相比‘圈引力’等理论，超引力最有可能解决这一难题，这也是其此次获奖的原因。”杨金民谈到，之所以是“可能”，原因在于超引力理论还没有得到实验物理学证实。

范尼乌文赫伊曾说，证实超引力的关键是发现超对称粒子。到现在为止，芝加哥的费米实验室、日内瓦附近的欧洲核子研究中心都没有发现超对称粒子。“据说中国要建设新的加速器，我们拭目以待。”

很多人不禁要问，怎样通过高能加速器发现超对称粒子呢？

杨金民称，事实上，全球现有加速器因为能量不足很难直接打出超对称粒子，但我们可以通过间接手段验证超对称理论是否成立。加速器通过粒子对撞产生“希格斯粒子”，而希格斯粒子与超对称理论紧密相关。我们可以使用“希格斯粒子工厂”精确测量希格斯粒子的性质，判断其与标准模型是否有所差别，从而推断超对称理论是否成立。如果间接验证成功，人类可以建设更大规模的加速器，争取直接打出超对称粒子获得直接验证。

那么，科学家有没有可能借助加速器发现引力微子，为超引力理论提供最直接的证明呢？

杨金民介绍，在对撞机实验中，引力微子表现为“丢失的能量”，是不可见的。但如果加速器能够产生超对称粒子，这些粒子最终都会衰变成质量最低的引力微子，而衰变的过程会产生希格斯粒子等可见粒子，我们同样可以通过观察这些可见粒子推断引力微子是否真的存在。

超引力理论问世40多年，人类在大统一理论上已经有了新的发展。杨金民告诉记者，现在，有着“现代爱因斯坦”之称的美国物理学家威滕领衔的“超弦理论”被认为最有希望成为终极大统一理论。该理论认为，自然界的基本单元不是粒子，而是很小很小的“弦”，弦的不同振动模式产生出各种不同的基本粒子。威滕等人已经证明超引力理论恰是超弦理论的低能近似，换句话说，超弦理论统一了超引力理论。

“然而，‘明日之星’的超弦理论也同样未获得实验证实，未来物理规律的大统一之路还需继续探索。”杨金民说。

特别声明：本文转载仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用，须保留本网站注明的“来源”，并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，请与我们接洽。