大國院士 第一千零七十五章通向曲率時空的工具~
對于徐川來說,希格斯教授留下的遺稿遠不是一套仿生學義肢和腦機芯片設備能夠舷相提并論的。
讓鄭海幫忙安排好格雷格·希格斯先生治療的事情后,帶著彼得·希格斯教授留下的這些研究文稿,徐川趕回了在愛丁堡落腳的酒店。
這一趟英國之行算得上是圓滿結束,也時候返回了。
讓助理幫忙弄了一份晚餐后,徐川便返回了房間,打開了希格斯教授留給他的文件。
有關于暗物質與希格斯場的潛在關聯、宇宙穩定性的本質相關的思考.讓我看看是什么好了。
嘴里輕聲的念叨了一句,徐川的目光落在了稿件上。
要說世人對于希格斯教授最大的認知,那么毫無疑問是‘希格斯玻色子’,也就是‘上帝粒子’。
他提出了希格斯機制,解釋基本粒子如何通過對稱性破缺獲得質量。而該機制填補了粒子物理標準模型的空白,為電弱統一理論奠定基礎。
這一決定性的成果不僅解決了粒子物理學的基本問題,還為人類理解宇宙的構成與演化提供了關鍵線索。
包括強電統一理論中的強電對稱破缺的耦合常數預言,也需要這一塊關鍵性之一的階石。
不可否認的是,希格斯機制以及希格斯玻色子的確是希格斯教授最著名也是最偉大的成果。
但他對于理論物理學和粒子物理學的研究很顯然并不僅僅局限于此。
強電統一,暗物質,宇宙場這些都在希格教授的研究中。
盡管并不認為希格斯教授對于暗物質的了解會比他更多,但一位頂尖學者對于暗物質以及宇宙的思考,或許能在另一個角度給他帶來全新的啟發。
“.有點意思,這是通過希格斯機制來對緊密相關的暗物質提出一個相互作用的橋梁,用于解釋暗物質的形成?”
翻閱著手中的文稿,徐川眼眸中升起濃厚的興趣。
在粒子物理的標準模型中,希格斯機制賦予了所有基本粒子的質量。
而面對占據宇宙大部分物質質量的暗物質,它們的質量起源是否也同希格斯機制相關?
這是希格斯教授早年的研究成果之一‘希格斯橋理論’
簡單的來說,希格斯橋理論就是保持理論的希格斯部分與標準模型中假設的部分完全相同,然后通過僅加入一個標準模型單態的新粒子場作為暗物質來擴展模型。
而參照標準模型,希格斯橋理論中暗物質粒子可以具有不同可能的自旋,較低的自旋態可以是自旋0的標量粒子(S)、自旋1矢量玻色子(V)或者是自旋1/2的費米子(χ)。
此外,為了使暗物質粒子的狀態絕對穩定,希格斯教授還在希格斯橋理論引入了一個離散對稱性,來禁止暗物質衰變成普通費米子和規范玻色子。
然而在后續物理學界對希格斯橋理論進行實驗研究的時候,發現現有實驗觀測對希格斯橋模型的參數空間的錯誤。
這其中包括了PandaX,LZ和XENON的實驗限制,確認了在希格斯橋模型中,裸質量MX必須不為零。
也就是說,這需要增加由希格斯機制外的額外來源以產生暗物質的完整質量。
這也意味著暗物質的質量來源,可能并非是希格斯機制或者說類似希格斯機制的希格斯橋機制。
所以在希格斯橋機制進一步被否決后,暗物質質量的起源之謎,對于物理學界來說成為了更為神秘的謎團,仿佛籠罩在迷霧之中一樣。
直到他完成虛空場·暗物質理論,并通過CRHPC機構的環形超強粒子對撞機驗證找到:Cτ粒子,這才給出了相應的解釋。
至于留在這些文稿上的理論,是希格斯教授在希格斯橋理論上做了進一步的拓展。
在希格斯橋的基礎上,希格斯教授為暗物質粒子添加另一個希格斯二重態場,來彌補暗物質質量需要額外的能量來源。
此外,dd在雙希格斯橋之上,希格斯教授還假設一個贗標量粒子(a),被稱為2HDMa模型,贗標量粒子同標準模型費米子以及暗物質之間存在耦合,可以用于傳播暗物質和普通物質之間的相互作用。
這是一份尚未完全完成的理論,但從構建上來看,與虛空場理論有著異曲同工之處。
如果說在他沒有完成虛空場·暗物質理論之前看到這份文稿,說不定他研究的方向可能會在一定程度上被帶偏。
但不得不說,思想的火花偶爾會在交流碰撞中引起靈魂的共鳴。
在對真理的認知到達一定的高度時,哪怕兩個人出發的角度完全不同,他們也能看到相同的東西。
在人生的晚年,希格斯教授似乎意識到了現有的宇宙,常規物質,暗物質以及暗能量的關系可能在一個更高的能級或者維度上有著統一。
但受限于時代以及物理學的限制,他的想法還是不夠大膽。
亦或者說,他想將暗物質與暗能量也統一進希格斯場中。
然而暗物質的特殊屬性或者說時間的限制,致使希格斯教授未能完成這一理論。
但對于徐川來說,這份手稿具有非常大的價值。
尤其是其中有關于贗標量粒子同標準模型費米子以及暗物質之間存在耦合,可以用于傳播暗物質和普通物質之間的相互作用這一理論觀點的思考。
自晚上虛空場·暗物質理論,發現暗物質與暗能量可能比常規物質與常規能量更容易引起時空的波動后,徐川就一直在思考如何將這一屬性利用起來。
尤其是賴因哈德·根策爾的發現,M87黑洞拖曳旋轉導致的時空波動漣漪效應可能與暗物質存在關系后。
翻閱著手中的稿件,徐川認真的思考了好一會后,快速的從隨身攜帶的背包中抽出來了一迭A4紙。
手中的圓珠筆快速的在潔白的稿紙上劃出一個個的符號,徐川嘴里輕聲的念叨著。
“設質量項MX(XS,V,χ)是暗物質粒子的“裸”質量參數,來自于希格斯機制之外的新物理,即通過虛空破缺而產生的X場。”
“那么λHXX為暗物質與希格斯玻色子的耦合強度參數,引入Λ是能標參數,取值為為13TeV基礎值。”
“在此基礎上引入真空期望值v246GeV,在三種情況下暗物質均獲得了一個新的質量項,以標量場為例,拉氏量變為.”
酒店的房間中,徐川不斷的整理著希格斯教授手稿上的思路,并通過數學工具將其映射出來。
“.理論上來說,可通過勢能破缺裂變成暗物質與暗能量的X場同樣是一樣標量場,它遍布整個宇宙,且對三維尺度的時空具有強拉升作用。這與三維宇宙可觀測物質形成的坍縮效應構成了相對立的結果。”
“如果能夠找到兩者平衡的點,那么就可以通過外部能量干擾震蕩X場,影響時空曲率。”
也不知道過去了多久,總算是初步完成了整理工作的他捏著手中已經耗盡了墨水的圓珠筆,看著雜亂遍布整個書桌的稿紙,眼眸中帶著一絲滿足。
通過對2HDMa模型一組參數取值,并設定贗標粒子質量400GeV,在結合CRHPC機構對Cτ粒子的17Tev35Te能級對撞實驗產生的相應末態產生截面的上限和當前參數下理論截面的比值。
他已經將構成暗物質與暗能量的X場的釋能范圍縮小到了對標量暗物質質量大于5TeV或者矢量暗物質質量大于10TeV的區間。
也就是說,在這兩個不同的暗物質能級區間中,理論上來說應該存在著至少兩個不同區域的釋能破缺值,可以影響到X場。
盡管這套理論依賴于模型參數的取值,還有廣闊的空間未被搜尋,值得未來的實驗和理論共同探索。
但至少現在,在如果利用借助大質量暗物質粒子進行虛空破缺釋放的能量在時空上制造出波動,進而影響曲率,他已經有了一個相對明確的方向了。
至少在數學上是的!
至于物理上的方向,那就要等他回到金陵,不,應該是回到星城后再說了。
大國院士 第一千零七十五章通向曲率時空的工具~