【探讨】未解决的物理学问题:超对称性
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姑苏寒士 楼主
多物理学家认为,把包括引力在内的所有作用力统一成为单一的理论要求证明两种差异极大的粒子实际上存在密切的关系,这种关系就是所谓的超对称现象.第一种粒子是费密子,可以把它们粗略地说成是物质的基本组件,就像质子、电子和中子一样.它们聚集在一起组成物质.另一种粒子是玻色子,它们是传递作用力的粒子,类似于传递光的光子.在超对称的条件下,每一个费密子都有一个与之对应的玻色子,反之亦然. 
2008年10月17日 08点10分 1
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姑苏寒士 楼主
相对论、超对称性和超弦理论[转载] https://tieba.baidu.com/f?kz=265429744
2008年10月17日 08点10分 2
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姑苏寒士 楼主
在超对称物理中,所有粒子都有自己的超对称伙伴。它们有与原来粒子完全相同的量子数(色、电荷、重子数、轻子数等)。玻色子的超伙伴必定是费米子;费米子的超伙伴必定是玻色子。尽管尚未找到超对称伙伴存在的确切证据,但理论家仍坚信它的存在。他们认为,由于超对称是自发破缺的,超伙伴粒子的质量必定比原来粒子的大很多,所以才无法在现有的加速器中探测到它的存在。  局部超对称性,还提供将引力也纳入物理统一理论的新途径。爱因斯坦广义相对论,是根据广义时空坐标变换下的某些要求导出来的。在超对称时空坐标变换下,局部超对称性则预言存在“超引力”。在超引力理论中,引力相互作用由一种自旋为2的玻色子(引力子)来传递;而引力子的超伙伴,是自旋为3/2的费米子(引力微子),它传递一种短程的相互作用。
2008年10月17日 08点10分 3
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姑苏寒士 楼主
粒子超对称性存在有证据  据新华社伦敦8月17日电 (记者毛磊)一个国际物理学家小组宣称,他们首次发现了粒子超对称性存在的确凿实验证据。这一成果已引起国际物理学界的广泛关注。  由德国路德维希—马克希米利安大学和美国肯塔基大学科学家组成的小组是利用位于德国慕尼黑的“坦德姆”加速器获得上述新成果的,他们的研究论文将发表于权威的《物理评论通讯》杂志上。  超对称假设是目前物理学家们探索的热点之一。粒子按自旋属性可划分为两大类,其中夸克和电子等自旋为半整数的粒子被称为费米子,光子和胶子等自旋为整数的则叫做玻色子。超对称假设认为,费米子和玻色子之间存在着对称,也就是说每个费米子都有一个玻色子相对应,反之亦然。该理论还认为,费米子和玻色子可通过一系列的时空转换而互相转化。超对称假设的美妙之处在于,按照该理论,玻色子和费米子实际上可归结为一种类型,这对于建立把所有已知粒子作用统一起来的物理学理论将起到简化作用。  德国和美国科学家的最新研究主要采用了氘(氢同位素之一)原子核轰击金—197,并随之产生氚(氢的另外一种同位素)和金—196。虽然到目前为止,物理学家们没有探测到该理论所预言的任何超对称粒子的存在,但科学家说,在这项实验中,入射粒子和被轰击物之间所产生的相互作用,只有用超对称性才能加以解释。《人民日报》 (1999年08月19日第7版)
2008年10月17日 08点10分 4
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姑苏寒士 楼主
对超对称的研究起源于二十世纪七十年代初期, 当时 P. Ramond、 A. Neveu、 J. H. Schwarz、 J. Gervais、 B. Sakita 等人在弦模型 (后来演化成超弦理论) 中、 Y. A. Gol'fand 与 E. P. Likhtman 在数学物理中分别提出了带有超对称色彩的简单模型。 1974 年, J. Wess 和 B. Zumino 将超对称运用到了四维时空中, 这一年通常被视为是超对称诞生的年份。   在超对称理论中每一种基本粒子都有一种被称为超对称伙伴 (Superpartner) 的粒子与之匹配, 超对称伙伴的自旋与原粒子相差 1/2 (也就是说玻色子的超对称伙伴是费米子, 费米子的超对称伙伴是玻色子), 两者质量相同, 各种耦合常数间也有着十分明确的关联。 超对称自提出到现在已经快三十年了, 在实验上却始终未能观测到任何一种已知粒子的超对称伙伴, 甚至于连确凿的间接证据也没能找到。 尽管如此, 超对称在理论上非凡的魅力仍然使得它在理论物理中的地位节节攀升, 今天几乎在物理学的所有前沿领域中都可以看到超对称概念的踪影。 一个具体的理论观念, 在完全没有实验支持的情况下生存了将近三十年, 而且生长得枝繁叶茂、 花团锦簇, 这在理论物理中是不多见的。 它一旦被实验证实所将引起的轰动是不言而喻的。 正如 S. Weinberg (电弱统一理论的提出者之一) 所说, 那将是 “纯理论洞察力的震撼性成就”。 当然反过来, 它若不幸被否证, 其骨牌效应也将是灾难性的, 整个理论物理界都将哀鸿遍野。
2008年10月17日 11点10分 5
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姑苏寒士 楼主
超对称的魅力源泉之一在于玻色子与费米子在物理性质上的互补, 在一个超对称理论中, 这种互补性可以被巧妙地用来解决高能物理中的一些极为棘手的问题, 比如标准模型中著名的等级问题 (Hierarchy Problem), 即为什么在电弱统一能标与大统一或 Planck 能标之间存在高达十几个数量级的差别?超对称在理论上的另一个美妙的性质是普通量子场论中大量的发散结果在超对称理论中可以被超对称伙伴的贡献所消去, 因而超对称理论具有十分优越的重整化性质。   关于超对称的另外一个非常值得一提的结果是, 它虽然没有实验证据, 却有一个来自大统一理论的 “理论证据”。 长期以来物理学家们一直相信在很高的能量 (即大统一能标, 约为 1015 - 1016 GeV) 下微观世界的基本相互作用 - 强相互作用及电弱相互作用 - 可以被统一在一个单一的规范群下, 这样的一种理论被称为大统一理论。 大统一理论成立的一个前提是强、 电磁及弱相互作用的耦合常数必须在大统一能标上彼此相等, 这一点在理论上是可以加以验证的。 但是验证的结果却令人沮丧, 在标准模型框架内上述耦合常数在任何能量下都不彼此相等。 也就是说标准模型与大统一理论的要求是不相容的, 这无疑是对大统一理论的沉重打击, 也是对物理学家们追求统一的信念的沉重打击。 超对称的介入给了大统一理论新的希望, 因为计算表明, 在对标准模型进行超对称化后所有这些耦合常数在高能下非常漂亮地汇聚到了一起。 这一点大大增强了物理学家们对超对称的信心, 虽然它只是一个理论证据, 而且还得加上引号, 因为这一 “证据” 说到底只是建立在物理学家们对大统一的信念之上才成之为证据的。
2008年10月17日 11点10分 6
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姑苏寒士 楼主
03年,台大学物理系高能研究团队在“超对称”研究方面获得重大突破,宣布发现了30年来物理界最具有震撼性的发现:宇宙可能是由“超对称”的物质组成,有更多的粒子是前所未见的,并由实验证明应有“纳纳米”物质的存在,这一“诺贝尔级”新发现已使“新物理”征兆乍现。  据媒体报道,由台大学物理系师生组成的台大高能团队,13日宣布取得“诺贝尔级”的新发现。他们宣称发现了史上首见的“新物理”征兆,严重挑战已被沿用了30年的“标准模型”,而且已经获得99%的科学确认,未来全球物理教科书都可能必须改写。  该研究结果也在今天凌晨于美国芝加哥费米实验室举行的“轻子光子”会议中发表,参与该会议的台大物理系教授侯维恕表示,这项研究发现在这场800多人参与的会议引起全场轰动,虽然有其它团队做出不太相同的结论,但由于台湾团队的正确率已经是千分之九百九十九,所以引起极高度的肯定与重视。学者们都认为,这是30多年来,了解宇宙领域碰到的最严苛挑战。学者们评估,大约只要再经过一年的时间,就可以确认这项“新物理”是否成立。
2008年10月17日 11点10分 10
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好贴!
2008年10月18日 12点10分 12
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是以什么标准划分各种粒子的?
2010年04月27日 09点04分 16
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晕,查了很多书,解释粒子的自旋都是自旋是粒子的内禀性质,硬盘出现了那么久,自旋的解释还停留在1925年.哪位大侠能解释一下自旋吗?
2010年04月28日 10点04分 17
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[呵呵]
2010年04月28日 20点04分 18
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不合适内容已清除
2011年04月14日 04点04分 21
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