逐个评论大卫·格罗斯对“物理学的未来”所提25个问题(9)

8．超对称

(接(8))

依我看来，粒子物理学的基本问题，无论对于理论家还是实验家，都是超对称的问题。超对称是空间和时间的相对论性对称的一个非凡的新扩展。如果它是真的，那么空间－时间还具有额外的量子维度。超对称理论表述在超空间中，超空间具有额外的费米子维度，这些维度用反对易数来度量。超对称理论在量子维度到普通空间－时间维度的旋转下是对称的，这就会导致这样的预言，即迄今所知的每个粒子都存在一个对应的超对称伙伴。支持超对称一个非常强的线索，来自于强、弱和电磁理论向极高能量的外推。现有的观察，对这些力作了极高精度的测量。基于现有的观察和我们手中的那些极其成功的和精确的理论工具，我们可以将标准模型的这些力外推到非常高的能量区域。借助于这些工具，我们发现，当能量达到引力作用变得明显的尺度时，所有的力都统一起来。但是只有在我们假定理论是超对称的，并且超对称在TeV尺度以下自发破缺时，这种统一才会实现。幸运的是，这一能级正是新的大型强子对撞机（Large Hadron Collider）准备探测的能级，两年内大型强子对撞机将在CERN运行。建造这台加速器的主要动机之一和粒子理论家最近十年的主要工作之一就是探索超对称存在的可能性。如果我们发现超对称，那么现在的新物理学在接下来的几十年内将有许多工作要做——设法理解超对称是如何破缺的，并测量超粒子的质量谱。有趣的问题是：如果我们测量超对称粒子的质量谱和耦合常数，那么我们能否利用这些信息对大统一尺度上，甚或在弦的尺度上的物理学有更直接的理解吗？

评论：

各类不同维数的时空可变系多线矢，按变分法都可导出相应的对称性守恒量和守恒律，只要存在该对称性，各相应的守恒量就必然是守恒的。

但是，通常量子场论中常会出现对称性守恒量的不守恒，即所谓对称性破缺、和所谓“发散困难”弱相互作用下，宇称不守恒，等等，而对其实质原因和解决途径的根据也都尚不明确

通常的量子场论(包括QED、QCD 等)等理论，对常会出现对称性守恒量的不守恒，即所谓对称性破缺、或解释为所谓对称性的自发破缺，等等，还需作所谓“质量重整化”，解决普遍存在的所谓“发散困难”（高次微扰近似出现无穷大）。造成这种“理论上的不确定和不完善”的实质原因何在？！应如何有充分根据地根本解决？！

其实，各类不同维数的时空可变系多线矢的各类对称性守恒量，是都有各自不同的特点。把高次、线多线矢物理量由引入的参量处理为多个4维的1-线矢物理量，仅局限在n=4的对称性，按4维的1-线矢物理量分析守恒量，就必然会出现：“弱相互作用下，宇称不守恒”，“对称性守恒量的不守恒”，即：所谓“破缺对称”，或误认为是“对称性的自发破缺”，和相应的“发散困难”等问题。

例如弱力，就是由具有不同维数的几种不同矢量组成的。若仅计及其3维空间的3维，或4维时空的4维，而忽视其22,1-线矢的12维，和(22,22)2,1-线矢的24维，等等的不同特点，把实际是更高维矢量的问题误认为3维或4维，就当然会出现相应守恒量的不守恒。而按通常量子场论，却是把它们当作多个4维的“拟粒子”来分析的，因而，就会出现诸如：“弱相互作用下，宇称不守恒”等“对称不守恒”的问题。

这可能正是出现各种不守恒的具体实质原因。可考虑在相应的实验中，全面、完整计入各类各维的力多线矢的相应各量，重新检验各相应守恒量的守恒。

(未完待续)