諾獎得主Wilczek:粒子物理學將去往何方?| 賽先生

2021-11-30T05:23:10+00:00

會議的最後一天,諾獎得主、著名理論物理學家Frank Wilczek做了一個報告,展望粒子物理學在未來的前景。

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導讀

最近,人民日報微信(中科大發布新成果!)報導了科大搜尋暗物質粒子「軸子」的新成果。軸子是什麼?請看維爾切克2016年的此文。

2016年6月,第4屆大型強子對撞機物理學大會(LHCP 2016)在瑞典隆德召開。會議的最後一天,諾獎得主、著名理論物理學家Frank Wilczek做了一個報告,展望粒子物理學在未來的前景。Wilczek教授回顧了標準模型的成就和不足,也討論了大統一理論、時間反演對稱性及其破壞等問題,甚至探討了改變恆星內部核反應,將人類社會多延續幾千億年的可能性。本文全文由作者發布於arXiv,《賽先生》經作者授權翻譯發布。

撰文 Frank Wilczek

翻譯 梁丁當

審校 淺灘

一、標準模型:成就和不足

1. 我們的標準模型,或稱核心理論,包括了描述強相互作用和弱電相互作用的SU(3)×SU(2)×U(1)規範理論以及最小耦合的愛因斯坦引力——一個局域洛倫茲不變的規範理論。這個理論取得了巨大的成功。它不僅為化學、天體物理和所有工程技術提供了堅實的基礎,也支撐並實現了還原論者的夢想:用數學精確描述物質最基本單元間的相互作用,以此理解整個物理世界。

舉個例子,我們來看一下QCD(量子色動力學)的直接數值結果。這裡沒有不可控的近似,沒有微擾論,沒有截斷,沒有模糊的調控因子。現在的理論擁有不同尋常的對稱性和一個高度受限的基本框架:輸入幾個參數後,這個理論要麼能解釋實驗上已經觀測到的極其豐富的強相互作用現象,要麼不能。顯然它能。

從中我們發現,利用m = E/c2,我們能解釋(絕大部分)質量的來源:利用無質量的膠子和(幾乎)無質量的夸克作為基本組分,我們可以解釋質子和中子的質量。

即使LHC只是驗證了標準模型,它對科學和文化就已經做出了影響深遠的貢獻。

2. 不過,僅僅是這樣的話,人們還是會有些失望的。儘管成果輝煌,但標準模型確實不像一個終極理論。它的對稱結構不是完美的,夸克和輕子被分入幾個不均衡的多重態。不知道什麼原因,這些多重態被重複了三次。希格斯雙重態則非常不一樣,只有一個;為了解釋夸克和輕子的質量和各種混合,它包含了各種耦合強度,但它們在理論上依然很隨意。

標準模型仍然無法解釋很多重要現象,尤其在宇宙學裡。比如天文學裡的暗物質,它看起來像一團殘留下來的粒子,但標準模型里所有的粒子都不符合它的性質。關於物質和反物質不對稱性以及暴脹的起源,已經有一些充滿希望但又比較模糊的基本物理框架。我們希望能進一步澄清這些框架,並且更好地理解暗能量(也就是愛因斯坦的宇宙學常數)的本質。

圖1.1:低能重子質量理論計算和實驗的比較。輸入參數有頂夸克和底夸克質量的平均(mu +md)/2、奇夸克質量ms和決定整體質量尺度的強作用耦合常數[1]

3. 可供LHC項目探索的基本物理的理論研究方向非常多。在這個簡短的展望報告裡,我不得不有所取捨。我將主要談兩個我認為應該正確的想法。你可能不同意這個判斷,但我希望你會同意檢驗這兩個想法的真偽很重要。

二、大統一

量子數

4. 直積規範對稱結構SU(3) × SU(2) × U(1)簡直就是在乞求被放入一個更大、更包容的對稱性里。弱電理論里的SU(2)× U(1)Y→ U(1)Q破缺告訴我們,基本方程的低能解會受到宇宙場或凝聚(希格斯機制)的影響而隱藏全部對稱性。SU(5) → SU(3) × SU(2) × U(1)破缺或SO(10) → SU(3) × SU(2) × U(1)破缺也是出於同樣的機制,只是形式稍微複雜一點。

各種擴大對稱性的猜測是否成功,主要看它是否很自然地作用在夸克和輕子上。事實上,標準模型對稱性的另一個「不完美」之處,是它將夸克和輕子分成了幾個即使在同一家族裡也互不關聯的多重態。如果允許右手中微子N存在——它可以合理解釋中微子質量——我們需要6個多重態(如果不允許,則需要5個)。另外,這些多重態的U(1)Y超荷是一些奇怪的分數,完全由唯象理論確定。

能夠統一直積群SU(3) × SU(2) × U(1)的(技術上)最簡單的對稱性包括SU(5)和SO(10)。它們,尤其是SO(10)能很好地組織這些費米子多重態並解釋這些奇怪的分數超荷[2]。這個事實相當了不起。

[儘管我不會在這裡詳細討論,我還是提一下:我們可以通過另外一個辦法,要求反常相消(anomaly cancellation),來限制超荷。這個辦法不能解決我馬上要討論的耦合常數統一的問題,它也不能很好地解釋多重態結構:特別地,它不能預言右手中微子,而我們需要它解釋中微子的質量。]

我最近在其他地方已經詳細回顧了量子數的統一問題[3],這裡我就不重複這些數學分析了。我們直接看一下總結性的圖2.1。

圖2.1:現有的關於強、弱、電磁相互作用的核心理論對基本粒子的組織是不夠整齊的(左);它們可以歸入一個具有更高對稱性的理論(右)。

左圖最右邊黑色欄里的符號分別代表頂夸克(u)和底夸克(d)、電子(e)和電子型中微子(ν)。這些粒子的手征性可以是左手的(L)也可以是右手的(R);左手粒子組成雙態,因此這欄總共有6個不同的實體。左邊展示了它們是如何參與強、弱和電磁相互作用的:膠子傳遞強相互作用,和3個強色荷(這裡用紅、綠、藍表示)耦合;弱相互作用只存在於左手粒子中,和兩個弱色荷(用黃和紫表示)耦合;電磁相互作用和電荷耦合。左邊這些粒子的數字下標表示平均荷,也叫超荷(Y)。

右圖展示了利用更高的對稱性,這個觀測到的散亂的粒子排列可以從一個統一的模板推導出來。這些粒子的名稱依然被放在最右邊。這裡所有的粒子都是左手的;前面說的右手粒子現在被看成左手粒子的反粒子,所以uR變成了-u,其他類推。最左邊的表格給出了所有可能的用實心圓和空心圓表示的強色荷和弱色荷的組合,唯一的限制是實心圓的數目必須是偶數。實心圓代表半個正荷,空心圓代表半個負荷。超荷現在按圖頂的公式從弱色荷與強色荷計算,它們的值列在中間一欄。

利用這樣一個規則:所有強荷或弱荷等量增減,這對應於單態的量子數,不影響強和弱相互作用。這個規則可以把左邊表格的顏色排列轉換成右邊表格的顏色排列。注意右邊表格里的色荷都是整數。非常神奇地,右邊表格得到的強、弱色荷與超荷,和左圖里現實的量子數完全吻合。(注意,與每種粒子相應的反粒子帶有相反的色荷和超荷)。

耦合常數

5. 局域(規範)對稱性的成功在於,它既給對了量子數還主宰了動力學。對於一個(在技術的意義上)簡單的規範群SU(5)或SO(10),除了一個整體的耦合常數,對稱性預言了所有規範玻色子間的耦合。所以統一理論預言了強、弱和超荷相互作用間的關係。簡而言之,在經過一個基於群論的歸一化後,它預言SU(3) × SU(2) × U(1)里的所有耦合完全相同。當然根據實驗觀測,這些耦合是不同的。但是標準模型里的兩個重要的動力學理論——場凝聚導致的對稱性破缺 (希格斯機制)和跑動耦合(漸近自由)指示了一條出路[4]。我們可以想像,在一個高質量尺度發生過一個大的凝聚,從而對稱性G破缺到SU(3) × SU(2) × U(1)。這個只有一個耦合常數的對稱理論適合描述高質量尺度上的物理過程,但我們在一個很低的質量尺度進行實驗觀測。為了得到統一的耦合常數,我們必須考慮真空極化,並把耦合常數演化到高能量。注意在這個演化過程中,統一的對稱性是被破壞了的,所以SU(3) × SU(2) × U(1)中的三個耦合常數的演化是不同的。

讓我們停下來從一個更寬的角度思考一下,我們能從這樣的計算里得到什麼呢?我們的輸入是觀測到的耦合常數,再加上一個關於虛粒子譜的假設H以計算真空極化。我們的輸出應該是一個統一的耦合常數和統一發生的質量尺度。對於一個給定的H, 我們有3個輸入(觀測到的耦合常數)和兩個輸出(統一時的質量尺度和耦合常數)。因此,這裡一定有一個自洽條件。如果計算成功,我們將會把標準模型核心的自由參數個數減少一個,從3變成2。關於統一的尺度還有一些額外的非常重要的自洽條件,我待會兒會討論它們。

我最近已經在其他地方[3]詳細回顧了耦合常數統一理論的細節,因此不會在這裡重複這些數學分析。讓我們直接看一下這個標誌性的總結圖(圖2.2)。

圖2.2:統一理論顯示,通過對已知相互作用的最小推廣,耦合常數有在高能量尺度趨於一致的趨勢,但定量的統一併沒有取得(左圖)。如果加上超對稱,就可以獲得定量的統一。詳細的討論見[3]。

最簡單的假設Hmin只考慮已知粒子的真空極化。利用這個假設,我們發現耦合常數有趨於一致的趨勢,但如圖2.2左圖所示,理論定量上失敗了。

超對稱

引入超對稱假設有很多理由,這裡我提一個很少(或許從沒有)被討論過的理由。我發現它非常深刻和有說服力,並且在大統一框架下顯得尤其靈活。

波粒二象性是量子力學的一個核心成就,它讓我們用統一的方式處理光和「物質」(material),或者本質上而言,力和物質(substance)。量子力學對單個光子或單個電子的處理方式在本質上是完全一樣的,但是當我們考慮多個粒子的集合時,這個統一性就消失了。我們發現世界被分為玻色子和費米子兩部分,它們的量子統計性質截然相反。超對稱卻允許我們在這兩種不同的統計方式間進行轉換,這樣我們就實現了力和物質的統一。

7. 超對稱要求增加新的粒子。假設我們以最經濟的方式儘可能少地增加粒子,讓它們的質量儘可能小,把這個低能超對稱假設Hsusy作為輸入,我們改進的耦合常數統一就取得了定量的統一(見圖2.2右圖)[5]

普朗克能量

是另一個用基本常數構造的著名能量尺度。這個構造來自簡單的量綱分析,只用了牛頓的引力常數GN和光速c。在表面上,普朗克能量給出了量子引力效應的尺度。當我們考慮能量大小為E的基本過程(專業上稱為「硬」過程),我們預計引力效應的量級是(E/EPlanck)2。

我們的統一能量Eunification≈ 2×1016GeV比普朗克能量小很多,但不是小得特別離奇。這意味著在統一尺度上,我們可以半定量地估算出引力的強度量級

相比其他相互作用的強度是g52/4π∼ 10-2,這樣估算出的引力是比較小的,當然在低能時引力會變得更小。這表明在我們前面的計算中不考慮量子引力是合理的。

在另外一方面,對我來說上面的比較其實是很接近的。基本物理里的一個經典的難題,就是理解為什麼我們觀測到的引力,當作用於基本粒子之間時,相對於其他相互作用小得可憐。很多人都知道,引力只是其他相互作用的1042分之一。當然,為了進行合理的比較要求我們確定是在什麼能量尺度下做的對比。由於在廣義相對論里,引力的強度直接依賴於能量,在高能量探測里,它會被大為增強。在統一能量尺度Eunified ∼ 2 × 1016 GeV上,因子1042已經被降到大約104或者更小點。這雖然沒有完全解決這個難題,但是沿著正確方向邁出了一大步。

按照我們討論過的思路擴展統一理論,就會帶來額外的相互作用。這些超越標準模型的相互作用有兩個著名的預言,一是中微子有一個很小的質量(會導致中微子振盪),而是質子衰變。前者已經被證實,後者尚未證實。對於二者,大的統一能量Eunification可以解釋為什麼這些新效應很小。關於大統一理論的這些發展和其他方面有一個權威的綜述[10];它強調唯象理論並列舉了很多文獻。

對於我,第5節的結果和第6、7節的討論為低能超對稱假設提供了一個間接但強有力且定量的證據。我們其實已經看到了它的粒子以虛粒子的形式產生的效果,現在我們期待LHC會產生這些實粒子。

8. 不幸的是,這些想法無法準確估計這些新粒子的質量。真空極化讓我們「看」到了它們,但是極化效應和粒子的質量是對數關係。最好的擬合似乎告訴我們超膠子(gluino)的質量大概是幾個TeV,其他超規範粒子(gaugino)的質量似乎要小一些,但也不能排除它們的質量可能要大一個數量級。超夸克(squark)和超輕子(slepton)的約束很少,可能要重很多。LHC有很大的機會發現新的粒子,但是看不到的可能性也有。

三、時間反演對稱性和它的破壞

9. 沒有多少經驗能比過去和將來的區別更令人印象深刻。但是自從科學革命以來,三百年現代物理研究發現的基本定理都不區分過去和將來。它們都有時間反演對稱,簡稱為T。牛頓的動力學和引力理論、愛因斯坦對它們的改進、量子電動力學,以及所有粒子物理和核物理實驗都展示了這個對稱性。這樣一來,T被看作理所當然,被當做一個獨立的基本原則。

這一切在1964年被改變了。在布魯克海文國家實驗室,James Cronin和Val Fitch領導的隊伍在K介子(在高能加速器上產生的不穩定粒子)的衰變中發現一個破壞T的微小效應。他們的結果是給理論物理帶來了一項重大挑戰:既然T不再是一個基本的原則,那為什麼它在絕大多數情況下被那麼精確地遵守呢?

基本物理在廣闊的範圍內取得了很多進展,最後匯聚成現代形式的標準模型。這些新進展大大地澄清了這個疑問。物理學家發現,狹義相對論的一般原則、量子力學和規範對稱一起會極大限制粒子間的相互作用形式。[當然,這些原則最後可能會失效,但它們是建立標準模型的關鍵,並經受了嚴格的檢驗。除非這些原則被證偽,絕大多數物理學家都會把它們當做有效的假設(working hypotheses),比T更基本。]當應用於大家熟知的基本粒子——夸克、輕子、規範玻色子、引力子和希格斯粒子時,這些原則決定了只可能有兩種破壞T的相互作用形式。我們把它們叫做弱T破壞和強T破壞,因為它們分別主要和弱作用與強作用相關。

10. 小林誠(Makoto Kobayashi)和益川敏英(Toshihide Maskawa)在1973年發表了一篇出色的論文,闡明了弱T破壞。他們的理論依賴於兩種當時尚未發現的粒子,現在它們已經被證實存在,分別被稱作頂夸克(t)和底夸克(b)。小林-益川理論能夠解釋最初的Cronin-Fitch觀測,也能夠解釋後續的許多關於弱相互作用過程的測量。

11. 但是,強作用中的T對稱依然困難重重。

我已經強調了,標準模型允許的相互作用受到量子力學、相對論和規範對稱的有力限制。這些限制允許的相互作用都被測量過並被證實存在,只有一個例外。這個例外是可能存在於色膠子場間的一種相互作用,被叫做θ項,由如下拉格朗日量密度描述

這裡gs是SU(3)強耦合常數,a=1,2,…,8標記伴隨表示的 指標(色膠子的8重態),

是膠子場強度,

是它們的對偶。在第二個等號,我們用色電場

和磁場

將其表達成非相對論形式。θ是一個無量綱參數。

這項顯然是局域的,也是相對論不變和規範不變的,而且它的質量維度是4。由於QCD是漸近自由的,人們預計這個相互作用可以被自洽地引入,並滿足不破壞理論良好的紫外行為這一必要條件。這個新項可能會導致強T破壞。

但是,根據我們下面的討論,現在所有的觀測都和θ = 0吻合。迄今測定的實驗上限是|θ| < 10-10。這簡直是對量綱分析的嘲笑,被大家認為是「不自然的」。

電偶極矩

12. 現在θ的最好上限來自基本電偶極矩的測量。(校註:此處討論也可參見《賽先生》已發表的徐一鴻先生的系列文章《在物理學定律中尋找時間箭頭》。)電子的電偶極矩是一個相互作用項(哈密頓量)的係數,描述了電子自旋和電場間的耦合。

這裡的下標e表示電子。當然對於其他粒子有類似的定義。由於電場是一個自然的(極性)、時間反演下不變的矢量,而自旋是一個不自然的(軸性)、時間反演下反向的矢量,電偶極矩相互作用在空間反射變換和時間反演變換下都變號。所以非零的電偶極矩反映了相應對稱性的破壞。(注意,在基礎化學裡常見的電偶極矩涉及躍遷矩陣元。當相關的不同量子態間的能量差別可以忽略時,這是合適的。實際系統中也確實是這樣的。)

測量基本電偶極矩的歷史很長,可以追溯到Purcell和Ramsey的開拓性實驗。現在最重要的幾個上限是利用鉈和汞的同位素以及中子測到的,它們是

現在一些新的想法有希望大大提高這些測量的精度。特別對於質子的電偶極矩,可以利用曾經成功精確測量了μ子磁偶極矩的加速器技術[9]。這些測量非常重要,在確定θ的大小的同時,還可以探測T破壞的其他可能的來源,這在低能超對稱里是很豐富的。

無論利用康普頓波長,還是它的電荷半徑,測量得到的中子大小都大約是10-14厘米。它含有幾個分數電荷的夸克,簡單的量綱分析給出的電偶極矩在10-15 e-cm左右。實驗測量結果與此有驚人的差別,僅為這一估計的10-15甚至更小。更嚴格的推導和計算給出的θ的定量的上限是

軸子

13. 在自然的基本規律里出現一個這么小的參數,這不大可能是偶然事件。自然似乎想告訴我們一些什麼,因此給了我們一個機會去提高對基本規律的理解。

有好幾個方案解釋θ為什麼這么小,但只有一個被大家廣泛接受。它的基本想法來自Roberto Peccei和Helen Quinn [11]。它涉及一種新的假定的對稱性,現被叫做Peccei-Quinn (PQ)對稱。

PQ對稱性的發現者忽略了它的一個重要結果,後來被溫伯格和我各自獨立地發現了[12][13]。我們認識到這個對稱性意味著存在一種性質非常不一樣的粒子——軸子(axion)。(我用了一種洗衣粉的名字來命名這個粒子,因為它用軸矢流「清除」了一個問題。)軸子可以幫助人們想像PQ對稱性是如何產生效果的:軸子場可以屏蔽可能的T-破壞相互作用,這和導體裡的電子如何屏蔽電荷是一樣的。

由於它和對稱性有特定的聯繫,一旦知道刻畫對稱性破壞尺度的參數F,人們就可以比較詳細地計算出預期的軸子的性質。理論自身無法給出F的大小。計算表明軸子自旋為0,很輕,和一般物質的相互作用很弱。當F變大時,軸子的質量和相互作用按比例變小。如果F = 1012 GeV, 軸子的質量大約是10-5eV。人們曾經多次嘗試發現軸子的蹤影,既有加速器方面的工作也有天文觀測。根據這些測量,F ≥ 1010 GeV。

John Preskill、Mark Wise和我發現軸子有一個令人驚嘆的宇宙學結果。如果把軸子場放入大爆炸後的物質演化,我們發現很大一部分軸子會遺留下來,一開始它們聚成冷的玻色-愛因斯坦凝聚體,後來被自身的引力攪動和混合。實際上,如果F ≥ 1011 GeV,軸子流體就非常可能是宇宙中神秘的暗物質的重要組分,甚至是主導性的組分。它的密度按估算是足夠的,它的其他性質也和觀測到的暗物質性質吻合。

關於軸子物理已經有了大量的工作,也開過幾次專門或部分討論軸子的國際會議。經過多年大量的檢驗,它的核心思想發生了演化並且成熟了。另一方面,其他解決強P、T問題的方案的說服力都不能與之相比。

現在基礎物理和宇宙學的一個重要目標是,要麼證實軸子流體的存在,要麼否定它。最近,世界上關於軸子的研究活動激增,表明這已經是一個被廣泛接受的看法。

現在最成熟的探測宇宙軸子背景的方法基於Pierre Sikivie提出的一個方案[16]。這個方案利用了軸子電動力學裡的基本相互作用,通過這一作用,軸子在磁場中可以轉化為光子。落戶於西雅圖華盛頓大學的ADMX( Axion Dark Matter eXperiment)就是一個率先採用這個方法的複雜的實驗項目。韓國的新建立的CAPP (Center for Axion and Precision Physics)項目計劃發展磁鐵技術,用於下一代實驗。最近Huaixiu Zheng、Matti Silveri、R. T. Brierley、S. M. Girvin和K. W. Lehnert等人把空腔QED里的想法引入討論,這可能會加速尋找的過程。Sikivie的方案最適合1011 GeV ≤ F ≤1013 GeV。在這個範圍內,鑑於該領域非常活躍,想法很多,這個方案很有希望達到探測宇宙軸子背景的精度。

現在也有一些處於早期發展階段的新方法,它們可能探測更高的F值。CASPEr (Cosmic Axion Spin Precession Experiment)的方案是通過宇宙軸子背景可以誘發原子核電偶極矩的微小振盪來探測軸子[20]。在相互垂直的磁場和電場中,這一振盪會讓核自旋發生進動,進而誘發一個很小但也許能探測到的振盪磁場。ABRACADABRA (A Broadband/Resonant Approach to Cosmic Axion Detection with an Amplifying B-field Ring Apparatus,編者註:「Abracadabra」是西方世界中一句傳統的咒語,通常寫在護身符中,現在也多用於魔術表演中,類似於「接下來就是見證奇蹟的時刻」。科學家給了實驗計劃這樣一個縮寫,顯然有調侃的意味在)仍然基於軸子電動力學的基本相互作用,但用了一個不同的幾何構型,更適合低頻測量[21]。在磁場中,軸子背景會誘導一個可能被探測到的振盪磁場。

四、還有什麼?

其他相互作用

14. 當我作這個報告時,750GeV伽馬-伽馬共振的命運還沒有定。(校註:指此前根據LHC中少量實驗數據發現的750GeV的雙光子超出,這已被LHC上積累的更多的實驗數據證明僅僅是統計偏差。參見《賽先生》此前發表過的幾篇文章。)我當時說這個結果看起來非常無端,如果它是真的,我們可就要被迫丟下之前的傲慢,學會變得更謙卑一些了。前面討論過的關於力的大統一方案,關於T破壞的基本理解,對我來說是非常有說服力的——正如我之前所說,它們應該是對的,我討厭將它們推倒重來。如果沒有新的超強的相互作用,或者完全背離那些導致耦合常數統一的想法,我們不可能解釋那個共振。一旦背離,很難想像前面的努力不會前功盡棄。

當然,只有大自然才有最終的話語權,但我們總得設定個優先順序。在我的理論里,那個共振不太可能出現。

15. 另外,新的SU(3) × SU(2) × U(1)單態粒子通常和大統一或軸子的想法不衝突,它們可能存在。標量場,比如希格斯場,可能通過提供低維有效作用為這些粒子打開門戶。

其他世界

約翰·馮·諾依曼在他發人深思的文章《數學家》中以如下警言結尾:

當一個數學分支遠離經驗觀察,只受間接來自「現實」的第二代、甚至是第三代想法所啟發時,它會面臨嚴峻的危險。它越來越純然依賴美學標準,越來越純然「為了藝術而藝術」……到了這個階段,對於我來說,唯一的辦法就是通過回到源頭而獲得重生:重新注入基本直接來自經驗的想法。我相信這是維持一個領域新鮮而有活力的必要條件,未來這個道理也不會改變。

我認為他的警言對理論物理更適用。在我們理解基本物理過程的探索中,我們已經建立了一套強大的描述世界的工具。我們已經理解對稱和拓撲在量子物理的語境中是非常強大的概念,它們影響了物質的行為。我們已經知道,大自然在量子場論的描述下是一個通用零件(interchangeable parts)的可靠源泉。我們已經理解「無物的空間」或者「真空」其實是一個動態的媒介,既有豐富的響應(真空極化)又具有實質(凝聚體)。這些知識可以被創造性地用來研究實際材料,材料從內部看是具有種種新奇性質的世界,從外部看來則非常有趣和有用。我們或可從奧瑪珈音(Omar Khayyam)的詩中獲得啟迪:

啊,愛!你我應與命運同謀 *

理解這令人憔悴的萬物之道

我們把它砸成碎片,然後

再按我們的心願重新築構

放眼未來

17. 恆星的能量來自核反應,在幾百億年後它們會耗盡核能,這會給我們的子孫後代的活動帶來很多不便。幸運的是,可能有個解決的辦法。大統一理論一般都蘊含磁單極子,它們會催化進一步的燃燒,就是讓下面這樣的放熱反應

原子核(A,Z)+e → 原子核(A−1,Z−1)+energy

加快[23][24]。這些反應比通常的核反應釋放更多的能量。因此我們可以想像一個後核世界,那裡能源驅動的經濟能繼續維持幾千億年。

於是我們面臨的挑戰就是生產磁單極子。如果它們的質量是預期的1018GeV左右,那不會容易。我們需要在加速器技術上取得巨大進步,也需要一個充滿信心的建設計劃。由於這牽涉整個人類的命運,我們應該儘早加大研發投入,繼續建造更強大的加速器。

本文全文由作者發布於arXiv,《賽先生》經作者授權翻譯發布。封面圖片來源:Ecole polytechnique Université Paris-Saclay, CC BY-SA 2.0

引用:

[1] This figure is taken from F. Wilczek Nature 456 449 (2008), where it was adapted from S. Dürr et al. Science 322, 1224 (2008).

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[3] F. Wilczek Phil. Trans. R. Soc. A374 20150257 (2016).

[4] H. Georgi, H. Quinn, S. Weinberg Phys. Rev. Lett. 33, 451 (1974).

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[8] M. Pospelov, A. Ritz, Annals of Physics 318, 119 (2005). This is a comprehensive review of electric dipole moments and issues around them, with extensive references.

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14

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[24] C. G. Callan Phys. Rev. D25, 2141 (1982); 2141; Phys. Rev. D26, 2058 (1982).

* 譯者註:

這首詩出自奧瑪珈音《魯拜集》,郭沫若的譯文是:

啊,愛喲!我與你如能串通「他」時

把這不幸的「物匯規模」合盤攫取

怕你我不把它搗成粉碎——

從新又照著心願摶擬

審校註:黃克孫先生的譯文如下,或可參考。出自《魯拜集》,奧瑪珈音著,菲茨傑拉德英譯,黃克孫中譯。從準確表達Wilczek的意思來講,我認為文中所採用的翻譯比黃先生及文末附的郭沫若譯文都好。

夢遊昨夜到天池,

欲借神明劍一枝。

斬碎三千愁世界,

從頭收拾舊須彌。

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背景簡介:文章2017年5月23日發表於微信公眾號 賽先生(諾獎得主Wilczek:粒子物理學將去往何方?),風雲之聲獲授權轉載。

責任編輯:孫遠

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滿口都是櫻花香氣🌸居然還能亮白消炎耶!

2021-11-16T08:16:27.441927+00:00

不怕悶臭、孕吐後的臭嘴巴

今年剛懷第一胎,是容易孕吐的體質,包包隨時有漱口水standby

但大家也知道...孕婦對味道很敏感,辣種漱口水混嘔吐味...嘔嘔嘔🤮🤮

尤其現在大環境…

嘴巴整天憋在【悶臭+酸味】中,不斷在呼吸間循環,聞到又想吐了... 🤢

 

 

前陣子改用『日本櫻花美齒液』🌸  不只嘴香香,
前天我直男老公居然問:「妳牙齒怎麼白了?」聽到後超激動的啦~

決定來推爆大家,不囉唆上連結

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當初被櫻花粉的包裝燒到(我就少女心👍

加上成分幾乎天然萃取,問過客服確認孕婦可用,果斷buy了!

 

以為漱口水換湯不換藥,但!這款我一用就愛上!

除了放包包好看又輕便外,味道也很少女ㄟ

(我不會形容,反正帶有清新的蜜桃香,不會辣)

不只漱完不會嘔心,我自己都愛嗚著狂吸///真的太好聞了啦~

 

 

我目前用一個多月,不愧是「美齒液」,門牙刷不掉的黃垢也變淡了

(黃黃的怎麼敢露齒笑QQ)

小驚喜是~以前我是牙科常客,不知道是不是這款蜂膠有加強消炎,

牙齦比較少痠痛,可能我體質跟它很合~嘿嘿

好看又好用,女生能不心動嗎💕
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