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---非线性希格斯粒子数学讨论（5） 单炜滕 摘要：希格斯大小不能小于"希格斯船闸"可供进靠的大量子的极限"长度"的悖论，类似"谷仓内的标枪悖论"。但这反而能为ATLAS和CMS两个研究团队接下来该怎么办？提供了一个方向：依据顶夸克的质量打开希格斯粒子质量寻找的判据，是大型强子对撞机将它产生时的速度达到光速的97%。判据确定，它的质量为125.9GeV就一锤定音。 关键词：希格斯粒子 大量子论 质量 魔杖
一、用巴拿马船闸模型解释希格斯大质量
1）陈和生先生是中科院高能物理研究所院士、欧洲核子中心大型强子对撞机实验CMS和ATLAS物理研究的中方首席科学家，一直致力于相关科研实验和组织协调工作。他说："这个粒子是否就是希格斯教授提出来的那种，还需要大量的验证。现在有一种模型是‘超对称模型'，该模型中也有一种希格斯玻色子，但其性质与‘标准模型'中的希格斯玻色子的性质并不相同。这两种粒子的性质不同，衰变也不同。因此，对这次发现的新粒子究竟是哪一种粒子还需要多年的验证。""目前需要增加统计性，看到更多的粒子。预计在今年年底，这一结果可以出来。至于究竟是什么粒子，还需要更长时间，甚至于还要再造一个加速器。"（2012-07-22《人民日报 海外版》张保淑、李理） 2）陈国明先生是中科院高能物理研究所研究员、参与寻找希格斯玻色子的欧核中心CMS项目中国组成员及负责人，他说：虽然这次发现新粒子的一些特征，比如产率（出现几率）、衰变模型等与之前预言的希格斯粒子相吻合，但现在统计性太少，还不能确定这个新粒子的各种特性，因此这次也可能发现的是另一种新粒子。以目前取得的数据，要最终确认希格斯粒子的存在恐怕还远远不够，仍然需要更多的实验数据积累。可能还需要再建一个高能量的直线正负电子对撞机，才能更仔细、准确地验证这个结果。（2012-07-11《科技日报》，董子凡）"99.99994%的置信度并非意味着是希格斯玻色子的可能性，而是指这是一种新发现粒子的可能性。"陈国明说："要最终证实这个新粒子是不是‘上帝粒子'，还需要验证它的自旋宇称，衰变道，衰变分支比以及与其他粒子的相互作用等特性。"这些特性都得到验证后，如果仍然与彼得・希格斯的预言相符，才能说找到了"上帝粒子"。（2012-07-13《光明日报》詹媛） 2、被认为与科学界寻求已久的希格斯玻色子一致的新粒子，质量已经确定，而且在统计学上有极高的确定性，但为何却不敢确认这就是最终的希格斯玻色子？陈和生院士和陈国明研究员的解释都不错，但可能都没有说到要害。要害是希格斯粒子的单位质量为什么是从大到小，希格斯以及标准模型和超对称模型都还没有一个理论上，预言它的较准确的质量值。 1）希格斯物理是一个神秘的王国，陈和生和陈国明说得对，但不是关键，这不奇怪。例如，1964年希格斯提出的E=M2h2+Ah4希格斯场公式，是对的，但他和合作者这只是理论上预言它能解释其他粒子的质量起源。 2）物理学标准模型和大爆炸理论是对的，但大爆炸理论并不能计算出夸克、轻子等费米子和除希格斯粒子以外的规范玻色子等24种基本粒子的质量。杨振宁-米尔斯规范场理论是对的，得到了实验的验证，但它无论应用到弱还是强相互作用，都禁止规范玻色子带有任何质量，却与实验不符。即标准模型也没有预测希格斯粒子较准确的质量。 3）希格斯之后，科学家中所有关于希格斯场自发对称破缺产生质量机制的科普模型解释，都是对的，但也都没有留下希格斯玻色子的质量较准确的预测。 4）霍金等科学家支持的弦论，是对的。"舶来品"弦论能把包括引力在内的4种自然基本作用力统一起来，但它也没有预言希格斯粒子的质量。按汉语"弦"的词意，弦有多种模具，可如魔杖，西方超弦并非金科玉律。 3、中国科学殿堂之外的希格斯之梦，已经做了数十年。中国在科学理论方面不都是照抄照搬西方的理论，没有自己的原始创新理论体系。2012年第7期《环球科学》杂志发表陈超先生的文章说："2006年，借助于俄罗斯数学家佩雷尔曼证明的庞加莱猜想外定理的----空心圆球内外表面翻转熵流，人们把时间和热力学、量子论、相对论、超弦论等联系了起来，点燃了第三次超弦革命"。这事还得从川大流出的数学说起。
论断符合数学对"灵魂"性质的定义："针对某类特定的数学对象，可从这类数学对象的一些小区域将性质推广到整体。这些小区域称之为数学对象的灵魂"。前苏联对外公开称为Alexandrov空间。也许这与被一批中国高层的从哲学家到物理学家组织有"无神论研究会"打击"伪科学"的对象类似，川大的数学家们为避嫌，对外公开就改为一道难题："不撕破和不跳跃粘贴，把空心圆球内表面翻转成外表面，把它证明出来"。但最终因三年自然灾害还是偃旗息鼓，川大数学随着学生毕业流落到了民间。 4、川大流出的数学能否再流回川大，我们不管。川大流出的数学与科学殿堂之外的三旋理论结合，在庞加莱猜想的基础上对原先的弦论扩容，我们发现有六种内部结构的特定弦图，类似"魔杖"或"变形金刚"： 1）弦图像孤子链组成的弦线。可用来描绘基因双螺旋结构，微观波粒二象性以及粒子的产生、湮灭、虚发射、虚吸收、电磁波的传播；因孤子链中每个圈子体旋为1/2的自旋，可对应费米子和反费米子的自旋等。 2）弦图像《羊过河》寓言中的独木桥变形"魔杖"的弦线。针对萨斯坎德的《黑洞战争》书中的"持球跑进"和特霍夫特的全息信息守恒的疑难，"魔杖"类似空心圆球内表面翻转成外表面，两只羊在桥中间碰头的"转点"，有类圈体三旋式的自旋能化解矛盾。 3）弦图像"泰勒桶"、里奇流、傅里叶变换结构的弦线。这对宇宙总质量(100%)≌重子和轻子(4.4%)+热暗物质(≤2%)+冷暗物质(≈20%)+暗能量(73%)方程，可用类似幺正性概率守恒的办法，作出准确计量的解释。 4）弦图像道路交通网络的公路线、立交桥和车库及各种汽车组成的弦线。用来对应"费曼图"中的树图、圈图进行的对撞、衰变等，更好解释。 5）弦图像长江及其三峡大坝船闸模型组成的弦线。我们称为"大量子论"，可为求证夸克、轻子和规范玻色子等基本粒子的质量谱计算公式提供说明。例如希格斯粒子的单位质量，为什么反比除顶夸克质量外的所有的基本粒子的质量还大？就是它能解答的难题。 6）第6种有内部结构的特定弦图，我们在最后说。 在近百年的粒子物理学史上，多数的事实说明，实验发现的新未知粒子，理论上早先有质量预测值的，实验都能一锤定音。对新发现的疑似希格斯粒子，类似船闸模型的大量子论能一锤定音吗？我们试着来讨论。 5、我们生活在中国，但对长江三峡大坝船闸的数据并不了解，只是用作大量子论的科普，长江大家熟悉。现换为巴拿马运河船闸，更为恰当。 据《南方周末》2012年6月21日发表的《巴拿马运河》一文报道：巴拿马运河是沟通近在咫尺而又相隔千万里的太平洋与大西洋的闸门式运河工程，两端的三级闸门，围起巴拿马地峡的热带雨水，形成一条高高的悬河，让轮船在其中来来往往。船闸可供进靠的船舶极限为长292米、宽32.2米、吃水12.04米。事实上，船闸的尺码极大地改变了造船业，业界把32.2米宽且292米长的船称为巴拿马极限型，成为造船工程师的首选。 2）这是一幅生动的希格斯场、希格斯机制、希格斯粒子和其他基本粒子质量起源的写照。这里对撞机寻求证明的希格斯王国不再神秘，这并不是说希格斯粒子可有可无，而是说类似巴拿马的船闸每级闸门至少要修多宽？多长？才是巴拿马极限型类似的基本粒子大质量。因为基本粒子中的庞然大物，与被精确地塞进为它特制的容器是一致的。我们把所有24种的夸克、轻子和除希格斯玻色子以外的规范玻色子等基本粒子，类似对应船只，修的大坝的船闸闸门才合适，就可知希格斯船闸的极限型。 3）众所周知，在希格斯物理的理论中，有它预测的最大质量的基本粒子。而这个预测竞获得证实，并已通过重要的实验检验，这就是发现顶夸克的质量为175GeV，它极大地增强了超对称希格斯物理的理论分量。 |