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天文在线|为何相对于其他力万有引力这么小—理论物理史中悬而未决的难题( 三 )


它还应该包括一组额外的粒子;不是超对称粒子 ， 而是卡鲁扎-克莱因粒子 ， 这是额外维度导致的直接结果 。 值得注意的是 ， 一项太空实验显示 ， 可能存在一个能量约为600 GeV的卡鲁扎-克莱因粒子 ， 相当于希格斯粒子质量的5倍 。 尽管我们目前的对撞机还无法探测到这些能量 ， 但新的大型强子对撞机应该能够创造出足够多的能量来探测它们的存在 。

天文在线|为何相对于其他力万有引力这么小—理论物理史中悬而未决的难题
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图片来源:J. Chang等人(2008) ， 《自然》 ， 来自高级薄电离量热计(ATIC) 。
然而 ， 这个新粒子也不是一定就会存在 ， 因为这个信号只有在预期背景下才能观察到 。 尽管如此 ， 在LHC最终达到满负荷运转时 ， 我们仍有必要记住这一点;几乎任何质量低于1000 GeV的新粒子都应该在这台机器的范围内 。
未完待续.....

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图片来源:卡洛琳·克莱德(2004) ， 摘自她在大学间高能研究所的一次演讲 。
4.）大的额外维度 。 维度不仅可以发生扭曲 ， 也有可能发生扩大 ， 大的超过扭曲 ， 在规模上是10^(31)米 。 这个巨大的额外维度大约是毫米大小 ， 这意味着新的粒子将开始在LHC能够探测的范围内出现 。 同样 ， 会有新的卡鲁扎-克莱因粒子 ， 这也可能是解决等级问题的一个办法 。
但是这个模型的会导致的额外结果是 ， 重力会在1毫米以下的距离从根本上偏离牛顿定律 ， 这是很难测试的 。 然而 ， 现代的实验设备已足以应付这种挑战 。

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图片来源:cnrs.fr低温氦湍流和流体动力学活动 。
微小的、过冷的悬臂梁上装载着压电晶体(当它们的形状改变/被扭曲时释放电能的晶体) ， 只有几微米的间隔就才可以制造出来它们 ， 如上图所示 。 这项新技术允许我们设置限制 ， 如果有“大的”额外维度 ， 它们将小于5-10微米 。 换句话说 ， 正如广义相对论所预测的那样 ， 精确到比一毫米小得多的尺度下重力才是正确的 。 所以如果有更大的额外维度 ， 它们的能量是LHC无法达到的 ， 也就是说它们不能解决等级问题 。
当然 ， 也可能存在一个完全不同的层次结构问题的解决方案 ， 一个不会出现在我们目前的碰撞机中 ， 或者可能根本没有办法实现的解决方案;这可能只是自然的方式 ， 可能没有任何解释 。 但是 ， 如果我们不去尝试 ， 科学就永远不会进步 。 这就是探索的意义:推动对宇宙的认识向前发展 。 和往常一样 ， 由于大型强子对撞机的运行II已经开始 ， 我迫不及待地想看看除了已经发现的希格斯玻色子之外 ， 还会发现什么 。
作者: startswithabang
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