重启大型强子对撞机( 二 ) 本文转自：北京邮电大学出版

持着沉默。
在更为技术的层面上，为了使其奏效，标准模型依赖于一系列任意的常数。希格斯玻
色子仅仅是一个例子，它的质量不过是标准模型无法预言的众多物理量之一，只能通过实
【重启大型强子对撞机】验来测定。这个模型还有一些让人不快的地方：它认为希格斯玻色子会与大质量粒子发生强烈的相互作用，使它获得高达至少1 08万亿电子伏特的能量。
绝大多数物理学家认为，标准模型只是一个更宏大理论的一部分，后者可以让我们统
一所有的基本作用力，并了解在所有能标下的物质。问题是，虽然精确的预言各不相同，但最合理的猜测是作用力的统一只出现在1 01 2万亿电子伏特及以上的能标下。它最后一次出现是在宇宙诞生后的一瞬间，即大爆炸之后1 0-3 6秒之内。
地球上没有任何加速器可以达到这么高的能量。因此，在我们和不可及的希望之地中间隔着一个巨大的“沙漠” ，这使得LHC 即使能把碰撞能量升级到1 3万亿电子伏特也显得相当苍白。但事实并非如此。如果新一代理论中受青睐的候选者是正确的，那么我们即将步入的这一新疆域会包含新的粒子和现象，它们将帮助我们向最终的答案迈出决定性的一步。
受到垂青的是超对称理论。超对称理论问世于2 0世纪7 0年代，是第一个“大统一理
论” ，把弱电和强核力综合了起来。为了做到这一点，它引入了一大批超粒子，每一种已知的粒子都具有一个质量更大的超对称伙伴粒子，这些伙伴粒子中的一些可能就位于LHC 可以探测的能标上。如果LHC 能发现新粒子的信号，那整个理论界都会为之疯狂。
最轻的超粒子不仅仅提供了一个极好的暗物质候选体，它们还能自然地消除麻烦的量
子涨落，使得希格斯玻色子的质量不至于失控。探测器很有可能看不到暗物质的超对称粒
子，但它们会在配平能量和动量时留下空缺。不过，在一般情况下，超对称粒子都会以可
预知的方式衰变成更轻的标准模型粒子，从而被探测到。
超对称理论受到理论物理学家的钟爱，所有人都渴望捕捉到它的一丝线索，因此在数
据分析的过程中需要格外小心，以防过度的热情影响到最后的判断。一旦科学家确信LHC 和分析软件可以平稳运行，其数据就会被“遮蔽”——在积累到足够的数据之前，用来分析数据的计算机不会输出任何计算结果，以免标准模型的过程被误读为新的现象。
要确认一个异常现象是全新的物理学结果，它必须同时出现在L H C 的两大实验装
置——超环面仪器（A T L A S）和紧凑μ 子线圈（CMS）——的数据中，就像发现希格斯玻色子时的情况一样。
当然，这一切或许根本不会发生。在一个完美超对称的世界中，超粒子具有和其伙伴
粒子完全相同的质量，应该在很久以前就被探测到了。理论物理学家认为，就像弱电力一
样，超对称被“破坏”了，使得超粒子的质量会大得多。然而，如果它们的质量太大，就无法用来解决一些现有的问题，例如希格斯玻色子的质量、暗物质以及基本作用力的统一。
在LHC 的首次运转中并没有发现超粒子，这一事实已经限制了最简单超对称理论及其
变体的生存空间。许多理论物理学家表示， LHC 未来几年的数据会决定他们是否需要向超
对称说再见。如果LHC 什么也没有发现，将表明我们对高能标上的物理学其实一无所知。
在物理学家寻找解决超对称难题答案的同时，引力仍然是一个棘手的问题。一般的观