[转载] 太黑来科普 之 理论物理最后的狂欢(七)

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变形虫篇

Mitbbs上面的变形虫，总是人人喊打，可是Higgs粒子的变形虫，总是伴随着论文，引
用率和终身教职。因此，Higgs的变形虫，也来的格外多。所有的变形虫，都从不同的
角度，试图去解释为什么Higgs如此之轻。理论物理学家们，为这个迄今为止尚未发现
的粒子的质量，绞尽了脑汁。每一种变形虫，在加速器上面，都有独特的信号，为了鼓
舞大家发明Higgs得变形虫，理论物理学家们甚至还编写了一本书，叫做《Higgs猎手指
南》（“Higgs hunter’s guide”）.对Higgs粒子感兴趣的，不妨找来看看。

Higgs粒子最著名的变形虫，叫做超对称Higgs。超对称是理论物理学家的乐园，有了超
对称，我们可以构造各种模型。试验对于超对称Higgs的限制非常强。关于超对称的理
论，将在下面仔细讲述。

Higgs的另外一个著名的变形虫，叫做合成Higgs，又称之为Technicolor。是说Higgs粒
子是由两个费米子合成的粒子。这个理论，实验上的限制也是非常的强烈。基本上被实
验否决了。没想到，这个理论在沉寂了一段时间之后，柳暗花明，换了个马甲，叫做弯
曲额外维度，又起死回生了。

Higgs的质量之谜，是理论物理的一个重要的推动。解释一个粒子为什么特别轻，最为
常用的武器，就是对称性了。对称性有两种，一种叫做局域对称性，又称作规范对称性
。这种对称性，是真正的对称性。比如说光子，因为具有规范对称性，所以它的质量严
格的等于零。

还有一种对称性，叫做全局对称性。虽然这种对称性的名字大气了一些，这种对称性，
通常是一种近似对称性，或者是伪对称性。比如说人，都有左右对称性，这种对称性，
是一个全局对称性。但是仔细看看，又不是很对称。也就是说，这个对称性不严格。但
是人的遗传物质DNA， 在每个细胞里面都一样，不管是脑袋上的，还是脚后跟上的细胞
。这种对称性，可以看作是局域对称性的一个例子。

在量子场论里面，全局对称性，通常只是在经典近似下的一种对称性。而量子修正，会
在高能量下，破坏这种对称性。比如说重子数守恒，来源于标准模型的一个全局对称性
。虽然在现在的能量范围内观测不到这种对称性的破坏，能量做够高的时候，我们预期
能观测到重子数改变，也就是说，这种对称性，在高能下被破坏了。

Higgs粒子的质量，不能来自于局域对称性。要不然，它的质量就会严格为零了。那么
，会不会是因为全局对称性，导致了它的小质量呢？Higgs粒子的变形虫之一，小Higgs
隆重出场了。利用全局对称性限制Higgs粒子的质量，是小Higgs得主要思路。它的代价
就是要引入很多额外的粒子。引入额外粒子数目最少的小Higgs模型，称之为最小小
Higgs模型。

全局对称性，又可以分为两种，那就是连续对称性，和离散对称性。镜像对称就是一种
离散对称性。而旋转对称性，则是一种连续对称性。小Higgs模型，是利用了连续对称
性来解释Higgs的小质量。那么，离散对称性可不可以一用呢？Higgs的下一个变形虫，
孪生Higgs模型，就是小Higgs模型的一个离散变种。

Higgs粒子在“兆伏撞”上面没有观测到，也非常让人困惑。Higgs的新的变形虫，叫做
胖Higgs模型。就是试图解释这个问题。从测不准原理出发，一个能级的宽度，和这个
能级的寿命成反比。通常我们说一个短寿命粒子的质量，也不是一个确定值。而是有一
定的宽度。这个宽度，和Higgs的寿命成反比。胖Higgs的主要思想是，即使Higgs很轻
，如果Higgs粒子寿命很短，宽度很宽，那么，Higgs粒子的信号，就会被淹没在背景噪
音之中。

Higgs的变形虫，那可是三天三夜也说不完。在高能物理的数据库里面搜索带有Higgs为
标题的文章，可以搜到10000篇。已经达到mitbbs上面Higgs版的文章数目的限制了。

tiger_moonUID: 2143214

Although one should not require 科普 to be very accurate, your work has too
many fundamental errors. I support your good wish to proivde some basic
knowledge of high energy to those who are not working in that field, but it
seems that you are not familar with high energy theory at all. I think it is
not responsible to say something that you don't understand, without tell
the readers that this is only your understanding of the problem. And very
unfortunately, your understanding is not the picture accepted by most
theoriest.

In this particular work, your explanations about local symmetry, global
symmetry and symmetries broken by quantum anormaly are all wrong. Although
most physical terms are right, your understandings about most of them are
wrong.

You said local symmtries are ture symmetry but global symmtries are usualy
not. This is not right. Whether a symmetry is a true symmetry or an
approximate symmetry has nothing to do with whether it is a local or global
symmetry. There are approximate gauge symmetries (not in the standard model
but there are examples in condensed matter and other places) and there are
many examples of true global symmetries.

You said that those approximate symmetry may be broken by quantum flucations
. This statement is wrong. Your are confusing two totally unrelated things.
An approximate symmetry is just an approximation. No matter in quantum
thoery or in a classical one, one will find that the symmetry is not exact.

On the other hand, for true symmetries, quantum fluctuations may break some
true symmetry by anormalies. However, it is just opposite to what you said.
Usually, these kind of examples are local symmetries, instead of gobal.

Although the effect seem similar, they are totally different mechanics. You
will understand the difference after reading any serious field theory book.