重启大型强子对撞机( 三 ) 本文转自：北京邮电大学出版

点认为，在LHC 可探测的能标上，连看到引力被统一的一丁点迹象都是不可能的。引力要
比其他三种基本作用力弱得多（强度小了约4 0个数量级），它只有在1 01 6万亿电子伏特的能量上才可能被统一。这一能量几乎与大爆炸本身相当。
1 9 9 8年，理论物理学家提出了一种新的可能性。假如我们的世界存在于一张三维空间膜上，而这张三维膜又飘浮在一个维数更高的空间中，情况会怎样？引力可以渗透到所有的维度中，但在我们的三维空间中它看上去就像被“稀释”了，显得极弱。如果真是这样，引力的真正强度会使得统一基本作用力的希望之地位于更加靠近我们的地方，甚至就在LHC可及的范围之内。因此， “沙漠”将不再是沙漠，而是充满了许多奇怪的东西，例如迷你黑洞。在LHC中，粒子的剧烈碰撞有可能会扭曲时空，从而形成迷你黑洞。它们会以极其特殊的方式衰变成大量我们更为熟悉的粒子。
不过，即使是类似的事件也可能会因能量过高而无法被直接探测到，但由此产生的粒
子兴许会影响较低能标中的粒子，从而被探测到。在LHC 和先前对撞机的数据中确实潜伏着一些不明原因的现象，在重启之后这些现象是否真的存在会变得日益明朗。即便存在这样一些微小的效应，但并不一定意味着就是新的粒子。理论物理学家可以提出各种各样的假说来解释这一现象。
对实验物理学家来说，让他们兴奋的并不在于证明这个或者那个假说，而恰恰是前方
的未知。相对希格斯玻色子的发现，肯定还有更为广阔的各种可能性。
因此， LHC 即将探索的是一片满是粒子的林地，它将带给我们有关前方沙漠以及更遥
远地方的线索。若什么也没有发现，那我们就将停滞不前，没有任何有关下一步该如何前行的线索，对“标准模型为什么会是这样”的问题也不会有任何“自然”的解释。如果真是这样，那物理学家只能假设标准模型是某种怪异精调和奇怪巧合的结果。也许我们的标准模型只是无数种其他可能性中的一个，我们的宇宙也只是无数种可能的宇宙之一。或许只有能达到更高能标的机器才能回答这个问题。
但在此期间，让我们跟随升级后的LHC ，无论它把我们带往何方。那里也许是一个遥不
可及的国度，但可以肯定的是，它将远不止是希格斯玻色子和一大堆悬而未决的问题。
更快、更高、更强
升级后的LHC 不仅能制造出能量更高的粒子碰撞，还会把数据的采集率翻倍，达到每秒千兆字节。进一步的升级则在筹划中， LHC 目前采集的所有数据将只是其2 0年工作寿命
总数据量的1% 。
LHC 重启后的第一件事情就是通过校准和测试已知的物理学现象，来检查其两大多用
途探测器ATLAS 和CMS 是否能正常处理这么庞大的数据流。再现希格斯玻色子并精确测量
它的性质，尤其是它是如何与其他粒子（例如顶夸克以及W和Z 玻色子）相互作用的，是首
要的任务。
在希格斯玻色子被发现之后，有一些迹象表明它衰变成光子对的速率是标准模型预言
的2倍，不过这还需要更多的观测数据来佐证。目前的共识是，希格斯玻色子符合由标准模型做出的每一个预测。也许更多的数据会暗示一些更有趣的事情，例如希格斯玻色子不是一种粒子，而是一系列粒子。无论在何种情况下，用升级后的LHC来重新审视标准模型都是极为重要的。标准模型下的粒子过程将构成一个期望的背景，在这一背景之上的任何异常现象都有可能是新物理学的体现。