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一篇文章做了7年还是没发表,接下来该怎么办?

已有 1803 次阅读 2019-5-30 11:51 |系统分类:科研笔记

由于少年时代被爱因斯坦等大牛的科普书洗脑,于是长时间的致力于统一4种基本力的研究,希望在有生之年写出永恒的方程。在学了电弱统一理论、量子色动力学和广义相对论,超弦理论,微分几何之后,依靠自己的直觉、嗅觉与喜好,尝试找一个最小的,逻辑自洽的囊括4种基本力的几何结构,从而深化对自然界的认识。


突破口在于研究Dirac矩阵所允许的表示的自由度。最后我证明了Dirac矩阵的表示的自由度为U(4)。基于这一证明,够造了一个新的几何对象,度规开方。基于度规定义的几何学一般叫为黎曼几何,另外有黎曼几何的一种推广,叫Finsler几何。而我做的这个几何,拥有黎曼几何的所有结构之外,还自然的多出了U(4)的纤维丛,也就是U(4)的Yang-Mills场结构。所以这个结构能自然的给出爱因斯坦引力理论结构以及U(4)Yang-Mills结构。而通过对U(4)群的表示进行分析,发现U(4)的基本表示(1,0,0)和(0,1,0)刚好给出4表示和6表示。4对应3个色的自由度加上1个轻子自由度,6对应6种味道自由度。所以夸克和轻子的粒子谱可以填在U(4)的基本表示里面。而U(4)的伴随表示可分解为1个U(1)生成元加上SU(4)的伴随表示(1,0,1)。SU(4)的伴随表示有15个生成元,可严格的分解为1个光子、8个胶子和3个新粒子X及其反粒子\bar{X}。X和\bar{X}是带色的,会自动的通过强相互作用结合成3个色单的粒子,W^{\pm}和Z。由于W^{\pm}和Z是由X和\bar{X}构成的复合粒子,所以是具有质量的表现为矢量玻色子的粒子。W^{\pm}和Z传递弱相互作用。由于X和\bar{X}是通过强相互作用结合成W^{\pm}和Z的,这个结合非常的强,故现在仍然没有发现W^{\pm}和Z是由X和\bar{X}构成的是可能的。当然,这需要更为精确的计算来进一步证明这一点。文中还发现了一个新粒子,我称之为芳香粒子(Fiona),最与这一粒子接近的是文献中的dark photon粒子,这种粒子一般不参与规范相互作用(电磁、弱和强相互作用),所以Fiona相对于普通的物质世界是完全透明的。但是Fiona对引力有较强的耦合,可以为宇宙的大尺度结构提供额外的引力。所以Fiona是一种超级惰性暗物质的候选者。暂时技术上可行的对Fiona的唯一非直接观测方案是利用对撞机检测丢失的能量和动量。文中还预言了右手Weyl中微子的存在,并对中微子有非常微小但非0的静质量提供了解释,中微子与引力场有耦合。文中理论框架构造不出希格斯机制的自发对称破缺,而只能使用动力学对称性破缺来实现赋予W^{\pm}和Z质量。对于观测到的125GeV的标量点粒子(Higgs),文中理论框架只能将其解释为引力标架场与联络以及伽马矩阵收缩后给出的复合场。Klein-Gordon方程是不能出现在这基于几何构造的理论框架中,因为Klein-Gordon方程会带来负几率并与外微分算子的关系式d^{2}=0相矛盾。


到现在为止,抛开唯像方面的考虑,我对这一几何结构是非常满意的,并且基于这一几何结构给出的理论框架比我预想中的都要美妙。我相信爱因斯坦会喜欢这个结构。度规开方原则上可以定义一套新的几何学,而这一几何学可以作为一套数学理论自然的存在。当然,度规开方与物理学的联系仍然是值得讨论的。而我自己作为更偏向做形式理论的科学人,我更喜欢抛开唯像的考虑,直接从逻辑与美的角度发展这一几何学。如果最后这一几何学被发现与物理学,特别是高能物理有巧妙的联系,我当然会更加高兴。


然而,这样一个被我研究了7年的数学结构的相关文章却很难发表出去。遭到了多位审稿人的不合情理的批评。


接下来,该怎么办呢?


事实上,有两件事可以做。一个是基于唯像计算精确计算此模型预言的新粒子的性质,并与实验对比。另一个是抛开唯像,像数学家一样发展这一几何学的固有内容。本人作为偏向做形式理论的科学人,希望第一件事会有国内的科学家感兴趣。毕竟,这会是载入史册的事!


在这里贴几个审稿意见和我的回复吧。


Referee 1:


Comment 1: The author tries to unify all four forces (neglecting the Higgs force though),

in a new "entity", called "square root metric".

 

What the author effectively does is define two Lagrangians, eqs. 10 and 19. It remains unclear how these Lagrangians are supposed to describe the SM and/or gravity. It is not just sufficient to describe fermions. The SM makes very clear predictions that have been tested experimentally with very high accuracy.

 

Response: Thank you for this comment. We change the Lagrangian to Eqs. 14 and 27. These two new Lagrangian is Hermitian such that the theory is unitary.

 

Eq. 14 describe U(4) Yang-Mills theory in curved space-time and is originated from parallel transport principle. When other three gauge forces do not affect a particle, this particle will parallel transport itself through geodesic. SM based on Yang-Mills theory framework and general relativity based on curved geometry background, U(4) Yang-Mills theory in curved space-time fuse these two theory frameworks. Another part Lagrangian of Yang-Mills theory,can be easily constructed in this geometry framework.

Eq. 27 has Einstein-Hilbert action part R and matter part. R gives us Einstein tensor and the left part gives us Energy-momentum tensor in Einstein equation. Einstein equation gives us a gravity theory so Eq. 27 describes gravity.

 

Comment 2: On the other hand, the model/Lagrangian seems to describe new particles, which however, have not been observed experimentally. The Higgs field, eq. 12, does not seem to reproduce the mass generations necessary for the SM gauge fields and fermions. The SM gauge bosons are composite particles in this theory, which, however, is not backed up experimentally. The new theory simply appears to contradict experimental data.

 

Response: Thank you. We consider the accelerator experiment found the signal of a “scalar point particle”, but is this particle truly a SM Higgs still needs concern. The experiments still do not truly checkout the Higgs mass generations mechanism and gravitation field has possibility to generate particles mass. The SM gauge bosons W and Z are composite color singlet particles in this model and are constructed by X and \bar{X}. X and \bar{X} is infrared slavery by gauge forces and cannot be detected experimentally until now is possible. We hope future accelerator experiment will prove or disprove this theoretical prediction.

Referee 2: 

Comment 1: The author proposes a theory unifying all four known forces. Such a
unification must imply a quantization of gravity. However, this is not
done in this article, and consequently the way unification is achieved
is flawed from the start.
Response: 引力的量子化应该怎么做现在仍然是未知的。最保险的引力理论就是爱因斯坦引力理论,而本文
将爱因斯坦引力与Yang-Mills理论结合。作为第一步,先统一起来。至于第二步,怎样量子化所有的场,什
么才是量子化仍然值得思考。本文作为第一步,没有涉及二次量子化问题。第二步,有可能会使用层论(sheaf theory)
和路径积分量子化作为导引,寻找合适的二次量子化方法。

Comment 2:In the model the author proposed the particles of the SM naturally
find their place. However, there are (i) new particles (X) that are
new and it remains unclear why they have not been observed; and (ii)
there is the Higgs particle that does not seem to fit into the
particle spectrum of the model. This again casts severe doubts on the
validity of the new proposal.
Response: 前文有回答这两个问题。






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1 刘山亮

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