原標(biāo)題：超對(duì)稱賭局：諾獎(jiǎng)得主輸了!？
7月8日，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主弗朗克·韋爾切克“輸?shù)簟绷艘粓?chǎng)長(zhǎng)達(dá)6年的、關(guān)于超對(duì)稱粒子的賭局。這場(chǎng)賭局的贏家，是被稱為“民科之王”的安東尼·加瑞特·里希。
在一次物理學(xué)會(huì)議上，里希和韋爾切克打了一個(gè)1000美元的賭：里希認(rèn)為超對(duì)稱粒子根本不存在，而韋爾切克則相信大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）將在6年內(nèi)探測(cè)到超對(duì)稱粒子。這場(chǎng)賭局的仲裁人是那次物理學(xué)會(huì)議的主持人、麻省理工學(xué)院教授馬克斯·泰戈馬克。
如今，6年已逝，LHC在經(jīng)歷了兩年多的休整后終于在6月3日將能量成功提升到13萬(wàn)億電子伏特，但仍未發(fā)現(xiàn)超對(duì)稱粒子的跡象。這場(chǎng)賭局里，是韋爾切克真的輸了，還是LHC無(wú)法探測(cè)到超對(duì)稱粒子，抑或是超對(duì)稱模型根本就不成立？或許，只有時(shí)間才能給出答案。
一約六年 物理賭局是常事
故事要從6年前里希的一次偶然旅行說(shuō)起。里希是個(gè)熱愛(ài)沖浪的物理學(xué)家，但不供職于任何一家科研機(jī)構(gòu)。他關(guān)于大統(tǒng)一理論的研究讓全世界不少人認(rèn)識(shí)了他，也正因如此，他被譽(yù)為“民科之王”。
“我大部分時(shí)間待在毛伊島的和平科學(xué)研究所開(kāi)心地做我的科研工作，不常與其他物理學(xué)家交流。”里希在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)說(shuō)。2009年7月，一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)讓里希離開(kāi)毛伊島，前往號(hào)稱“葡萄牙海外孤島”的亞速爾參加一個(gè)物理學(xué)會(huì)議。
“在這次會(huì)議上，通過(guò)視頻，諾貝爾得主韋爾切克作了一個(gè)關(guān)于統(tǒng)一理論的精彩演講，表達(dá)了他對(duì)于超對(duì)稱理論的信心，并認(rèn)為超對(duì)稱粒子將會(huì)在LHC上被發(fā)現(xiàn)。”里希回憶。
盡管很尊重韋爾切克，里希還是在演講結(jié)束后舉起了手，公開(kāi)“挑釁”韋爾切克，問(wèn)他是否愿意就超對(duì)稱粒子存在與否的問(wèn)題跟自己打個(gè)賭。“不同于大多數(shù)理論家，我不認(rèn)為自然具有超對(duì)稱性，不認(rèn)為超對(duì)稱粒子會(huì)被LHC發(fā)現(xiàn)。”里希告訴記者。
“我知道，在那樣的場(chǎng)合里把他拉進(jìn)賭局，讓我看起來(lái)像個(gè)故意挑事的混蛋，但他對(duì)于打賭這件事還是很開(kāi)明的。”6年前的一幕幕仍清晰地保存在里希的腦海里，當(dāng)時(shí)，韋爾切克欣然接受了挑戰(zhàn)。
里希告訴記者，在物理學(xué)家的圈子里，善意的賭局是有其歷史傳統(tǒng)的，這些賭局通常都是君子協(xié)定。不過(guò)，里希表示，賭局勝負(fù)究竟如何判，韋爾切克會(huì)不會(huì)給他1000美元，要看仲裁人的意見(jiàn)。“作為我們的裁判，我想馬克斯應(yīng)該正在權(quán)衡現(xiàn)在發(fā)生的情況。”
而就在前兩天，韋爾切克在社交網(wǎng)站“推特”上表了態(tài)：“對(duì)這個(gè)賭局，我的記憶是朦朧的，幾乎沒(méi)有印象，但是我會(huì)很高興且及時(shí)地履行仲裁者的決定。”
對(duì)撞“神器” 重出江湖未出手
對(duì)韋爾切克來(lái)說(shuō)，這不是他第一次下注。2005年，韋爾切克與麻省理工學(xué)院的科學(xué)家珍妮·康拉德打賭：他確信LHC將會(huì)探測(cè)到希格斯粒子，而后者則認(rèn)為L(zhǎng)HC發(fā)現(xiàn)不了。賭注是斯德哥爾摩諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮上供應(yīng)的金幣巧克力。結(jié)果，韋爾切克贏得了賭局，并得到10枚金幣巧克力。
這次，韋爾切克似乎沒(méi)那么幸運(yùn)，可是里希并不認(rèn)為這次“勝利”值得歡呼。“下賭時(shí)，我其實(shí)是認(rèn)為6年時(shí)間對(duì)于LHC收集和分析高能對(duì)撞數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)已經(jīng)是足夠了的，但這6年里L(fēng)HC屢經(jīng)波折。因此，盡管我看似技術(shù)性地贏得了賭局，但這個(gè)結(jié)果并不公平。”里希說(shuō)。
今年4月5日，LHC在經(jīng)過(guò)了幾個(gè)月的重啟準(zhǔn)備后，終于發(fā)出了復(fù)蘇后的第一縷粒子束流。6月3日，LHC開(kāi)始以13萬(wàn)億電子伏特的能級(jí)對(duì)撞粒子，并產(chǎn)生科學(xué)數(shù)據(jù)。
不過(guò)，近兩年，LHC一直處在休整期。2008年9月，LHC誕生。對(duì)于大多數(shù)高能物理學(xué)界的研究人員來(lái)說(shuō)，它幾乎是探測(cè)粒子物理的“神器”。2012年末，LHC的第一階段運(yùn)行結(jié)束。
這4年里，LHC“打”出了一個(gè)輝煌戰(zhàn)績(jī)——2012年7月4日，CERN宣布LHC的緊湊渺子線圈（CMS）探測(cè)到新玻色子，此后，這個(gè)新發(fā)現(xiàn)被科學(xué)家證實(shí)為“上帝粒子”希格斯玻色子。
“現(xiàn)在，CMS亮度還是很低，對(duì)超對(duì)稱的尋找還沒(méi)有真正開(kāi)始。”參與LHC中CMS項(xiàng)目的中科院高能物理所研究員陳國(guó)明說(shuō)，前些日子CMS超導(dǎo)系統(tǒng)的溫度一直沒(méi)有冷卻到位，超導(dǎo)磁場(chǎng)沒(méi)有打開(kāi)，最近已經(jīng)修復(fù)，上星期才開(kāi)始正常取數(shù)。
悲觀太早 基礎(chǔ)研究拼耐心
對(duì)于這次賭局，歐洲核子研究中心（CERN）科技和加速器項(xiàng)目主任弗雷德里克·博爾德里在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)說(shuō)：“LHC升級(jí)后，我們期待發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)模型以外的物理現(xiàn)象，不過(guò)，沒(méi)人能預(yù)測(cè)出什么時(shí)候能發(fā)現(xiàn)。”
盡管希格斯粒子被發(fā)現(xiàn)后，粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型更完美了，但這一模型仍無(wú)法解答暗物質(zhì)、暗能量以及物質(zhì)和反物質(zhì)不平衡的問(wèn)題。而超對(duì)稱理論既能統(tǒng)一強(qiáng)、弱和電磁的相互作用，又能解析暗物質(zhì)、暗能量。但至今，超對(duì)稱理論預(yù)言的超對(duì)稱粒子還沒(méi)有被找到過(guò)。
“基礎(chǔ)研究，需要的是耐心和運(yùn)氣。”博爾德里告訴記者，此前LHC的成果都是基于能量在8萬(wàn)億電子伏特、亮度（粒子束強(qiáng)度）在30fb-1的基礎(chǔ)上的，現(xiàn)在LHC到達(dá)了13萬(wàn)億電子伏特的新能級(jí)，在亮度方面，2025年計(jì)劃升至300fb-1，2035年將升級(jí)到3000fb-1。
陳國(guó)明稱，一般來(lái)說(shuō)對(duì)撞能量越高，亮度越高，找到超對(duì)稱粒子的幾率也越高。LHC的對(duì)撞能量升級(jí)后，很多人相信能夠找到超對(duì)稱粒子。“當(dāng)然，LHC運(yùn)行結(jié)束時(shí)，不能找到超對(duì)稱粒子的幾率仍然存在，但現(xiàn)在說(shuō)‘悲觀’還為時(shí)過(guò)早。”
博爾德里表示，現(xiàn)在LHC正在13萬(wàn)億電子伏特的基礎(chǔ)上，邁向在2018年將亮度提升至120 fb-1的清晰目標(biāo)。
鏈接
超對(duì)稱理論最早由日本粒子物理學(xué)家宮沢弘成于1966年提出，以補(bǔ)充粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型中的一些漏洞。
粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言了很多粒子，大部分粒子陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)，而最后的那個(gè)粒子，就是來(lái)無(wú)影去無(wú)蹤、一出現(xiàn)便會(huì)迅速衰變成其他粒子的希格斯粒子。2012年，LHC發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子，這一進(jìn)展成全了標(biāo)準(zhǔn)模型。
然而，對(duì)于暗物質(zhì)、暗能量等問(wèn)題，標(biāo)準(zhǔn)模型卻無(wú)法解釋，“優(yōu)美的”超對(duì)稱模型應(yīng)運(yùn)而生。不過(guò)，超對(duì)稱模型中預(yù)言的粒子，至今沒(méi)有一個(gè)超對(duì)稱粒子被找到，這引發(fā)了不少科學(xué)家對(duì)超對(duì)稱模型的懷疑。
2008年9月，由來(lái)自34個(gè)國(guó)家、超過(guò)2000位物理學(xué)家所屬的大學(xué)與實(shí)驗(yàn)室所共同出資合作興建的LHC初次啟動(dòng)測(cè)試。這個(gè)坐落于瑞士日內(nèi)瓦的歐洲核子研究中心（CERN）的高能物理設(shè)備，是目前世界上最大、能量最高的粒子加速器，有望揭開(kāi)質(zhì)量起源、暗物質(zhì)暗能量、反物質(zhì)、宇宙起源、額外維度5大謎團(tuán)。
如今，升級(jí)后的LHC能量達(dá)到13萬(wàn)億電子伏特，亮度也將逐漸提升，在發(fā)現(xiàn)超對(duì)稱粒子、驗(yàn)證超對(duì)稱模型方面被很多科學(xué)家寄予厚望。(倪思潔)