科学理论物理学中最大的未解之谜:为什么引力如此微弱( 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 ， 它是存在额外维度的直接结果 。 值得注意的是 ， 一项太空实验表明 ， 可能存在一个质量相当于希格斯介子5倍 ， 能量约为600 GeV的卡鲁扎-克莱因粒子 。 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制造出足够多的能量来探测它们——如果它们存在的话 。
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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 ， 这个新粒子的存在绝不是必然的 ， 因为这个信号只是在预期的背景下观察到的电子过剩 。 不过 ， 有一点值得牢记 ， 在大型强子对撞机最终达到满负荷运转时 ， 几乎任何质量低于1000gev的新粒子都应该在这台机器的范围内 。
并且最终......
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图片来源:Caroline Collard(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 。 有别于被扭曲的 ， 额外的维度可以是“大的” ， 大只是相对于扭曲的维度大 ， 在尺度上是10^(-31)米 。 “大的”额外维度大约是毫米大小 ， 这意味着新的粒子将在LHC能够探测的范围内出现 ， 同样也会有新的卡鲁扎-克莱因粒子 ， 这可能是解决级列问题的一个办法 。
但是这个模型的一个额外结果是引力会在一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 ， 现代实验主义者已经能够应付这种挑战了 。
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图片来源: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) ， 它们之间只有几微米的间隔就可以被制造出来 ， 如上所示 。 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 ， 就广义相对论的预测而言 ， 引力是正确的 ， 其尺度远小于一毫米 。 所以如果有更大的额外维度 ， 它们的能量是LHC无法达到的 ， 更重要的是 ， 它们不能解决级列问题 。
当然 ， 要么有完全不同的解决级列问题的办法 ， 即有一个不会出现在我们目前条件下的对撞机 ， 要么这可能只是大自然的现象 ， 没有任何解释 ， 根本就没有解决级列问题的办法 ，。 但是 ， 如果我们不去尝试 ， 科学就永远不会进步 ， 这就是这些想法和探索的意义:我们试图推动我们对宇宙的认识向前发展 。 和往常一样 ， 大型强子对撞机运行II已经开始了 ， 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: Ethan Siegel Senior Contributor
FY: 别的柱子
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