“弦理论”研发出重要测试方法
2007-01-26 16:27
来源:中国科技信息网
据www.physorg.com网站2007年1月23日报道,几十年以来,科学家们一直对“弦理论”心存疑问,因为这一理论不能创造出能够得以验证的预言。“弦理论”是一个宇宙理论,它主张基本力量和自然物质能够被简化为微小的一维空间称之为弦的细丝。但是,来自美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校、卡内基梅隆大学以及德克克萨斯州大学奥斯汀分校的研究人员目前已为这种颇具争议的“万物理论”研发出了一种重要的测试。陈述这一重要测试的论文将在《物理评论快报》(PRL)期刊2007年1月26日版上发表。他们的测试包括了粒子碰撞过程中测量难以捕获的高能粒子散射途径的方法。大多数物理学家相信在大强子对撞机中能够观察到那些碰撞。今年晚些时候,物理学家计划在欧洲粒子物理研究所进行亚原子粒子碰撞实验。
该论文的作者之一美国卡内基梅隆大学物理学教授艾拉.罗斯丁解释到,“我们的研究工作就是在理论上证明弦理论是可以以一种非平凡方式进行测试的。”罗斯丁和他的同事德克萨斯州大学奥斯汀分校物理学教授雅克.迪斯特勒尔、美国加利福尼亚大学圣迭戈分校物理学教授本杰明.格林斯丁和卡内基梅隆大学研究生拉菲尔.波尔图共同开发出他们的测试方法。该测试方法以研究被称之为W玻色子的强能携带粒子是如何在粒子加速器的高能粒子碰撞中散射为基础。W玻色子是一种特殊的粒子,因为他们具有弱作用的特性。弱作用是粒子与另外一个粒子发生作用的基本方式。
今年晚些时候,大强子对撞机将开启,届时科学家们将开始对W玻色子的散射进行研究。此项研究在其它粒子加速器中无法进行。据该论文作者称,因为新测试依赖于W玻色子散射测量,因此测试可能最终会在大强子对撞机上进行。
加利福尼亚大学圣迭戈分校物理学教授格林斯丁解释到,“我们测试的优点在于其设想的简单性。弦理论范本中包括了三个众所周知的数学猜想,即罗伦兹不变性、解析性和幺正性。我们的测试对这些猜想设定了范围。”他补充到,“如果测试没有找到弦理论预测的W玻色子散射情况,那就证明弦理论重要的数学猜想之一是错误的。换一句话说就是,证明弦理论是不存在的。”迪斯勒尔说,“假如范围满足,我们将仍然无法确知弦理论是正确的。但是,假如不在范围之内,正如我们现在所理解的,弦理论可能是错误的。至少,弦理论必须以一种高非平凡方式来重新改造。”
弦理论试图通过假定每一样东西都是由在多种不为人知的空间中按不同频率振动的最初级能量线组成来统一自然界中的四种基本物理力(万有引力、电磁力、强作用和弱作用)。这些“弦”制造了所有已知作用力和宇宙中的粒子,从而达到与爱因斯坦相对论(宏观)与量子力学(微观)理论的协调。
支持者称弦理论是一流的和很好的理论。而反对者却反驳说,弦理论没有创造出能用实验方法验证的预测,因此弦理论无法得到证实或者根本就是错误的。现在仍然没有任何粒子加速器能够达到检测弦理论所需的高能。由于技术上的限制,直到今日弦理论的测试仍难以进行。
罗斯丁说,“由于我们没有完全理解弦理论,因此不能排除基于弦的各种可能模式。然而,大多数弦理论模式都是基于确定的数学猜想,我们所需要说明的东西就是此类弦理论有一些明确的预测可以检测到。”
英文原文链接参见:http://www.physorg.com/news88786651.html。
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