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  • 1 # 川渝調調

    標準粒子物理模型是否成熟,這完全取決於您對標準模型和“成熟”的定義。我的回答是“否”,但我會解釋為什麼很多人曾經說“是”(在某種意義上,“是”的答案可能比“否”的答案更有用)。

    基本粒子標準模型

    “成熟”的定義

    事實證明,“成熟”在量子領域中有著令人驚訝的數學嚴謹定義。總的來說,如果理論可以解釋通每個物理問題,那麼這個理論就被認為是成熟的。注意,這與說該理論準確地描述了自然不同,N = 4 Super-Yang Mills理論無法描述自然,但它仍是成熟的。當我在20世紀90年代末學習標準模型時,標準模型有希格斯玻色子,但沒有暗物質或中微子質量。中微子質量被認為超出了標準物理模型,暗物質也是。此外,重力也被認為是標準模型之外的物理學。

    LHC上發現的希格斯玻色子

    現在,大多數人認為中微子質量屬於標準模型的一部分,儘管暗物質仍被廣泛認為超出了物理學範疇。大多數人現在認為重力也屬於標準模型。就像20世紀90年代後期出現的那些無法解釋的現象一樣,標準模型是一種波動的可重整理論。這是“成熟”理論的常用定義。

    所以,標準模型已經完成,只是比完全成熟的理論稍有欠缺,因為有些過程無法描述,但是在實踐中無足輕重。標準模型可以預測高達10^30 GeV或更高的指數級高能量,但是超荷的電儀表耦合器可能表現不佳。當你瞭解了希格斯自耦合和湯川秀樹(日本物理學家,曾獲1949年諾貝爾物理獎)耦合後,可以知道理論中的某些過程是無法估量、不成熟的。

    從“完成”到成熟

    上文提到的關於完成的定義是有限的。在20世紀90年代後期,中微子質量仍然處於試驗性階段,因此無法將其視為標準模型的一部分。眾所周知,量子引力是一個需要在量子場論之外去了解的問題。暗物質已經相當成熟了,儘管它只是在最近二十年裡由冷暗物質擴散出現。標準模型中的中微子質量透過不可重整的運算元進行計算,這會導致標準模型在10^15GeV能級附近(在大統一理論尺度和普朗克尺度內)進行分解,其中量子引力非常重要。因此,標準模型無法依照任何合理的定義,分解過程可能產生於一個沉重的右手馬約拉納中微子,併成為可重整理論的一部分,但目前我們還沒有這方面的直接證據(發現中微子無雙β衰變將有力證明這一解釋)。

    暗物質依賴新的物理學,是否將其包含在標準模型中是主觀的。它需要一個新的粒子。村山斉(日本物理學家,在粒子物理學和宇宙學領域做出了傑出貢獻)提出了一個新的最小標準模型,透過物理學來解釋這些現象。請參閱新的最小標準模型。最後,量子引力是存在的。這很難理解,我們可以將波動的量子引力作為一種有效的場論,但是有些問題完全超出了我們在量子場論中對待關於愛因斯坦-希爾伯特項的理解。還有很多其他事情可能需要解釋,但不是必須的,例如層次結構問題,強CP問題,重工問題和儀表器耦合統一問題。

    那麼,問“標準模型成熟了嗎”愚蠢嗎?

    那麼為什麼人們曾經說標準模型成熟了呢?嗯,這是一個重要的說法,即沒有必要在實驗可接近的能量範圍內出現新的物理。這對於明白什麼是我們可能理解的自然非常重要。當你成為一位科學家時,最重要的事情是要明白在職業生涯中,有些問題可能有答案,有些問題可能沒有答案。20世紀90年代的標準模型是成熟的這一事實,可能在高能物理真正陷入困境的時候起著重大作用。也許在人類的能力範圍內,無法發現任何東西。

  • 2 # 北緯26度的陽光

    基本粒子標準模型

    “成熟”的定義

    事實證明,“成熟”在量子領域中有著令人驚訝的數學嚴謹定義。總的來說,如果理論可以解釋通每個物理問題,那麼這個理論就被認為是成熟的。注意,這與說該理論準確地描述了自然不同,N = 4 Super-Yang Mills理論無法描述自然,但它仍是成熟的。當我在20世紀90年代末學習標準模型時,標準模型有希格斯玻色子,但沒有暗物質或中微子質量。中微子質量被認為超出了標準物理模型,暗物質也是。此外,重力也被認為是標準模型之外的物理學。

    LHC上發現的希格斯玻色子

    現在,大多數人認為中微子質量屬於標準模型的一部分,儘管暗物質仍被廣泛認為超出了物理學範疇。大多數人現在認為重力也屬於標準模型。就像20世紀90年代後期出現的那些無法解釋的現象一樣,標準模型是一種波動的可重整理論。這是“成熟”理論的常用定義。

    所以,標準模型已經完成,只是比完全成熟的理論稍有欠缺,因為有些過程無法描述,但是在實踐中無足輕重。標準模型可以預測高達10^30 GeV或更高的指數級高能量,但是超荷的電儀表耦合器可能表現不佳。當你瞭解了希格斯自耦合和湯川秀樹(日本物理學家,曾獲1949年諾貝爾物理獎)耦合後,可以知道理論中的某些過程是無法估量、不成熟的。

    從“完成”到成熟

    上文提到的關於完成的定義是有限的。在20世紀90年代後期,中微子質量仍然處於試驗性階段,因此無法將其視為標準模型的一部分。眾所周知,量子引力是一個需要在量子場論之外去了解的問題。暗物質已經相當成熟了,儘管它只是在最近二十年裡由冷暗物質擴散出現。標準模型中的中微子質量透過不可重整的運算元進行計算,這會導致標準模型在10^15GeV能級附近(在大統一理論尺度和普朗克尺度內)進行分解,其中量子引力非常重要。因此,標準模型無法依照任何合理的定義,分解過程可能產生於一個沉重的右手馬約拉納中微子,併成為可重整理論的一部分,但目前我們還沒有這方面的直接證據(發現中微子無雙β衰變將有力證明這一解釋)。

  • 3 # 光量子宇宙

    標準粒子物理模型是比較成熟的物理理論,但這個理論並不徹底,也不是大統一理論。因為它把粒子分為兩大類,無法統一,同時認為這些粒子本身沒有質量,要靠什麼希格斯粒子給他們以質量,還有標準模型也不能使引力量子化。其實標準模型中的粒子只有光子是不可再分的粒子,其它粒子都是不同數量的光子按不同的結構糾纏構成的光子團。光子具有質量,同時攜帶能量,所有的粒子質量和能量均來源於組成它們的光子的質量和能量。光子的互相碰撞產生了兩種方向相反的自旋,同種自旋互相排斥,異種自旋互相靠攏。只有異種自旋的光子才能產生糾纏,光子糾纏越來越多,逐步形成穩定的光子團一一複合粒子,這些複合粒子再結合成原子與分子,進而構成宏觀物體。只有以光子為最基本的量子粒子,才能統一的理解宇宙,統一支離破碎的物理學。

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