宇宙中或存在比希格斯玻色子更小的粒子(2)

2019-09-02 14:49 3640 移动版

  天然存在的问题

  即使希格斯这样的基本粒子也有一个未解之谜

  科学家们借用这一粒子来解释为什么组成物质的基本粒子(比如夸克和电子等)拥有质量。然而,物理学研究表明,当在量子水平上观察时,真空并非空无一物,而是充满了起伏不定的“虚粒子”,虚粒子对不断产生并快速湮灭。

  瑞特弗解释道,当希格斯粒子通过真空时,它们应该会同所有的虚粒子相互作用,并在此过程中,让其质量增加到很大值,大约为其在LHC内测量质量的1017,因此,希格斯粒子此时的质量应该能与普朗克质量(约等于2.18×10-8千克)相当。瑞特弗说:“问题在于,为什么希格斯粒子的测量质量比普朗克质量少这么多呢?这真是个问题。”

  因为这种质量增加没有发生,所以,统辖粒子物理学的支配理论——标准模型需要进行更高程度的精调,才能纠正希格斯粒子的测量质量和更大质量之间的差异。

  瑞特弗表示,这种精调就是我们所说的固有的问题,这也是物理学家们心头的一根刺,“理论本身并不像我们所希望的那么完美优雅,从理论上来说,要想在最基础的尺度上描述所有物质,我们需要对标准模型进行很多精调。”

  为了不进行这种精调,而仍然能回答希格斯质量的问题,物理学家们提出对标准模型进行扩展和延伸,其中最著名的就是超对称理论。这一理论认为,标准模型中的每个粒子都存在着一个质量更大的超级对称粒子“超粒子(Sparticle)”。超粒子应该能抵消真空中虚粒子的影响,减少希格斯粒子的质量,从而使标准模型不再需要精调。但迄今为止,科学家们没有发现任何理论上的超对称粒子的“蛛丝马迹”。