财经社区女性社区汽车社区军事社区文学社区社会社区娱乐社区游戏社区个人空间
上一主题:从实验分辩希格斯粒子幺正方法讨论 下一主题:从巴拿马船闸到希格斯王国
谷仓内的标枪悖论修正希格斯大质量
[楼主] 作者:yetiaoxin  发表时间:2012/08/15 09:08
点击:1528次

 

二、谷仓内的标枪悖论修正希格斯大质量

现在我们可以把巴拿马比作希格斯王国,巴拿马运河的船闸限定大船的机制与希格斯王国生成大量子的机制连接。因为根据物理学标准模型和大爆炸理论,我们的宇宙起始于一次大爆炸。大爆炸刚发生时,无数的正反粒子同时产生,轻子和夸克通过与希格斯场的相互作用获得了质量。这些粒子凝聚成物质,通过长时间的演化形成了星系。

那么我们可以这样来设想希格斯王国,它出现在137亿年前的宇宙大爆炸初始,说来它的使命已经大部分完成。这就是希格斯王国有条闸门式工程的"运河",沟通唯物的点外真空与唯物的点内空间。这类似巴拿马那条高高的悬河,我们的世界就生活在这片热带雨水的"地峡"。

希格斯运河的两端同样是三级闸门,船闸可供进靠的大量子的极限"长度"为175GeV类似的质量;这个"船闸"的尺码,极大地打造了基本粒子物理,被称为希格斯场机制,成为造"上帝粒子"的首选。目前欧洲粒子物理研究所的希格斯王国模拟实验,125.3±0.6 GeV/c2>为CMS发现的质量,而ATLAS发现的质量为126.5GeV。取他们各自发现的概率为50%,那么希格斯粒子的质量准确值为:

(125.3 +126.5)×50%=125.9(GeV)        (1)

ATLAS和CMS已经取得了重大研究进展,大多数科学家都认为这种粒子应该就是捉摸不定的希格斯-玻色子,但为什么又不能一锤定音吗?

如今,大型强子对撞机的这些实验仍在继续,两个研究团队希望能够拿出更权威的证据来证明他们所"看到"的粒子就是希格斯-玻色子。但是,接下来该怎么办呢?我们说,不能一锤定音,是因为这个125.9GeV/c2>的希格斯粒子质量,与顶夸克的实验质量为175GeV/c2>是矛盾的。

这是一个类似"仓内的标枪悖论",即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。但解决这个悖论反而能为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,质量为125.9GeV就可一锤定音。

  • 1、上海科技教育出版社2010年4月出版的查尔斯塞费的《解码宇宙》一书介绍的"仓内的标枪悖论",是个早已闻名和已经研究解决了的悖论。它的关键点类似塞费的分析是,希格斯王国的"宪法",测量或观察执行的是爱因斯坦相对论两个假设知识的密码。虽然这个希格斯王国在137亿年前的宇宙大爆炸初始,就已完成了它的使命,但质量"宪法"没变。

塞费说,相对性原理和光速不变原理两个假设有许多离奇的结果,但该理论却有着完美的对称性。观察者或许对长度、时间、质量以及许多其他基本实物各抒己见,但与此同时,所有的观测者都是正确的。塞费用具体数据解说了"仓内的标枪悖论":想象有一名短跑运动员能以光速80%的速度快跑,他是手持一根15米长的标枪,向着一座15米长的谷仓跑去。

这座谷仓有一个前门和一个后门。一开始,谷仓前门开着,后门关着。观测者原地不动,坐在屋顶橼架上测量,由于奔跑者米尺的相对论性效应,他实际测量到这根15米长的标枪缩短了,只有9米。而固定不动的谷仓,仍然保持它原来的15米的长度。塞费说:"正如爱因斯坦的理论所说,信息即实在。如果我们的精确测量仪器获取了关于标枪的信息,这些信息显示标枪是9米长,那么它就是9米长----不必考虑一开始时它有15米长"。

  • 我们不想重复塞费在书中从各个角度论证他的这个正确结论。丹尼尔肯尼菲克出版的《传播,以思想的速度》一书中,也重复了对类似"仓内的标枪悖论"塞费得出的分析:短跑运动员与屋顶橼架上的观测者对事件的顺序意见不一致,解决这个悖论与时间有关。肯尼菲克说,我们习惯于独立地在空间或在时间中测量,但实际存在一个描述两扇门关闭之间信息传播需要时间的时空区域,它兼有空间的和时间的两个方面。

2、具体联系到ATLAS和CMS两个研究团队,他们是要在人工实验室里重新"复活"大爆炸时期的希格斯王国和希格斯运河的船闸,以寻获希格斯粒子的踪迹。这里时间顺序是被颠倒了,但爱因斯坦的理论告诉这却有着完美的对称性。我们用类似巴拿马运河船闸模型的大量子理论,解释希格斯粒子是一种理论上预言的能解释其他粒子质量起源的新粒子,先是在1996年推证出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的质量谱公式。这类似从薛定谔猫到彭罗斯的薛定谔团块,假设宇宙大爆炸的撕裂,质量变化有类似轮船在船闸的位移在不同落差的分段的数学分析来解释的;当然还有类似射影几何的投射锥和取截景等交织基于撕裂的质量谱公式,理论上才算出顶夸克的质量为175GeV的。

1)但我们说125.9GeV/c2>为今天希格斯粒子的质量,不是把它比作大爆炸时期的希格斯运河的船闸,而是与顶夸克调换了一个角色,成了希格斯巨轮,顶夸克的质量成了船闸的长度。而且根据前面塞费的仓内的标枪悖论分析,还应把希格斯运河的船闸与谷仓调换,成为"希格斯谷仓",那么顶夸克的质量成了谷仓的长度,希格斯粒子也被再调换为短跑运动员和标枪的组合。设希格斯粒子在对撞机里"跑"的速度为νx,质子速度为νz。虽然大型强子对撞机有能力将质子流加速到光速的99.99%,但已知顶夸克的质量是约质子质量的200倍,希格斯粒子也比质子的质量大,且由质子生成,希格斯粒子速度νx自然比质子速度νz是光速的99.99%还小。

2)希格斯粒子的速度νx是光速的多少?根据塞费对仓内的标枪悖论提供的数据:短跑运动员以光速80%的速度向着一座15米长的谷仓跑去,他手持的15米长的标枪缩短为只有9米。如果塞费说的准确,因相对性原理和光速不变原理的信息真实效应适用于"希格斯谷仓",其对应比例是:

(标枪的测量长度/谷仓长度):运动员速度=

等于(希格斯粒子质量/顶夸克质量):希格斯粒子的速度νx,即:

(9/15): 0.80=(125.9/175): νx       (2)

νx=(0.80×0.72)÷0.60=0.58÷0.60=0.97(光速)

3)这个希格斯粒子速度νx为光速的97%,是已知实验数据的理论反推。实验"重演"的过程是欧洲核子研究中心在建造的能量强大的大型强子对撞机设备里面,有能力将质子流加速到光速的99.99%,使两束高能质子流进行加速、对撞。每1012次的质子对撞,才可能产生一次希格斯粒子。困难的是它一旦产生,就转瞬即逝,衰变成光子和强子等其他粒子。

目前ATLAS和CMS寻找该粒子最主要的过程,只是"抓住"希格斯粒子衰变产生的光子,反推它们会不会是希格斯粒子产生后又衰变出来的。遗憾的是,他们没有反推希格斯粒子的速度νx。希格斯粒子没有自旋,即没有内在的角动量,是一个标量场。如果质量为125.9 GeV,则标准模型的能量等级可以有效直到普朗克尺度(10 16 TeV)。如果对撞机实验能测出希格斯粒子的速度νx,与我们理论预测的νx为光速的97%数据,进行对比吻合,应该说新粒子是希格斯粒子和质量为125.9 GeV能定下来。

本帖地址:http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-274486.html[复制地址]
上一主题:从实验分辩希格斯粒子幺正方法讨论 下一主题:从巴拿马船闸到希格斯王国

精彩推荐>>

  简捷回复 [点此进入编辑器回帖页]  文明上网 理性发言
 推荐到西陆名言:
签  名:
作  者:
密  码:
游客来访 
注册用户 提 交
西陆网(www.xilu.com )版权所有 点击拥有西陆免费论坛  联系西陆小精灵

0.12891387939453