超对称赌局：诺奖得主输了!？

■本报记者 倪思洁

7月8日，诺贝尔物理学奖得主弗朗克·韦尔切克“输掉”了一场长达6年的、关于超对称粒子的赌局。这场赌局的赢家，是被称为“民科之王”的安东尼·加瑞特·里希。

在一次物理学会议上，里希和韦尔切克打了一个1000美元的赌：里希认为超对称粒子根本不存在，而韦尔切克则相信大型强子对撞机（LHC）将在6年内探测到超对称粒子。这场赌局的仲裁人是那次物理学会议的主持人、麻省理工学院教授马克斯·泰戈马克。

如今，6年已逝，LHC在经历了两年多的休整后终于在6月3日将能量成功提升到13万亿电子伏特，但仍未发现超对称粒子的迹象。这场赌局里，是韦尔切克真的输了，还是LHC无法探测到超对称粒子，抑或是超对称模型根本就不成立？或许，只有时间才能给出答案。

一约六年 物理赌局是常事

故事要从6年前里希的一次偶然旅行说起。里希是个热爱冲浪的物理学家，但不供职于任何一家科研机构。他关于大统一理论的研究让全世界不少人认识了他，也正因如此，他被誉为“民科之王”。

“我大部分时间待在毛伊岛的和平科学研究所开心地做我的科研工作，不常与其他物理学家交流。”里希在接受《中国科学报》记者采访时说。2009年7月，一个偶然的机会让里希离开毛伊岛，前往号称“葡萄牙海外孤岛”的亚速尔参加一个物理学会议。

“在这次会议上，通过视频，诺贝尔得主韦尔切克作了一个关于统一理论的精彩演讲，表达了他对于超对称理论的信心，并认为超对称粒子将会在LHC上被发现。”里希回忆。

尽管很尊重韦尔切克，里希还是在演讲结束后举起了手，公开“挑衅”韦尔切克，问他是否愿意就超对称粒子存在与否的问题跟自己打个赌。“不同于大多数理论家，我不认为自然具有超对称性，不认为超对称粒子会被LHC发现。”里希告诉记者。

“我知道，在那样的场合里把他拉进赌局，让我看起来像个故意挑事的混蛋，但他对于打赌这件事还是很开明的。”6年前的一幕幕仍清晰地保存在里希的脑海里，当时，韦尔切克欣然接受了挑战。

里希告诉记者，在物理学家的圈子里，善意的赌局是有其历史传统的，这些赌局通常都是君子协定。不过，里希表示，赌局胜负究竟如何判，韦尔切克会不会给他1000美元，要看仲裁人的意见。“作为我们的裁判，我想马克斯应该正在权衡现在发生的情况。”

而就在前两天，韦尔切克在社交网站“推特”上表了态：“对这个赌局，我的记忆是朦胧的，几乎没有印象，但是我会很高兴且及时地履行仲裁者的决定。”

对撞“神器” 重出江湖未出手

对韦尔切克来说，这不是他第一次下注。2005年，韦尔切克与麻省理工学院的科学家珍妮·康拉德打赌：他确信LHC将会探测到希格斯粒子，而后者则认为LHC发现不了。赌注是斯德哥尔摩诺贝尔奖颁奖典礼上供应的金币巧克力。结果，韦尔切克赢得了赌局，并得到10枚金币巧克力。

这次，韦尔切克似乎没那么幸运，可是里希并不认为这次“胜利”值得欢呼。“下赌时，我其实是认为6年时间对于LHC收集和分析高能对撞数据来说已经是足够了的，但这6年里LHC屡经波折。因此，尽管我看似技术性地赢得了赌局，但这个结果并不公平。”里希说。

今年4月5日，LHC在经过了几个月的重启准备后，终于发出了复苏后的第一缕粒子束流。6月3日，LHC开始以13万亿电子伏特的能级对撞粒子，并产生科学数据。

不过，近两年，LHC一直处在休整期。2008年9月，LHC诞生。对于大多数高能物理学界的研究人员来说，它几乎是探测粒子物理的“神器”。2012年末，LHC的第一阶段运行结束。

这4年里，LHC“打”出了一个辉煌战绩——2012年7月4日，CERN宣布LHC的紧凑渺子线圈（CMS）探测到新玻色子，此后，这个新发现被科学家证实为“上帝粒子”希格斯玻色子。

“现在，CMS亮度还是很低，对超对称的寻找还没有真正开始。”参与LHC中CMS项目的中科院高能物理所研究员陈国明说，前些日子CMS超导系统的温度一直没有冷却到位，超导磁场没有打开，最近已经修复，上星期才开始正常取数。

悲观太早 基础研究拼耐心

对于这次赌局，欧洲核子研究中心（CERN）科技和加速器项目主任弗雷德里克·博尔德里在接受《中国科学报》采访时说：“LHC升级后，我们期待发现标准模型以外的物理现象，不过，没人能预测出什么时候能发现。”

尽管希格斯粒子被发现后，粒子物理标准模型更完美了，但这一模型仍无法解答暗物质、暗能量以及物质和反物质不平衡的问题。而超对称理论既能统一强、弱和电磁的相互作用，又能解析暗物质、暗能量。但至今，超对称理论预言的超对称粒子还没有被找到过。

“基础研究，需要的是耐心和运气。”博尔德里告诉记者，此前LHC的成果都是基于能量在8万亿电子伏特、亮度（粒子束强度）在30fb-1的基础上的，现在LHC到达了13万亿电子伏特的新能级，在亮度方面，2025年计划升至300fb-1，2035年将升级到3000fb-1。

陈国明称，一般来说对撞能量越高，亮度越高，找到超对称粒子的几率也越高。LHC的对撞能量升级后，很多人相信能够找到超对称粒子。“当然，LHC运行结束时，不能找到超对称粒子的几率仍然存在，但现在说‘悲观’还为时过早。”

博尔德里表示，现在LHC正在13万亿电子伏特的基础上，迈向在2018年将亮度提升至120 fb-1的清晰目标。

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超对称理论最早由日本粒子物理学家宫沢弘成于1966年提出，以补充粒子物理学标准模型中的一些漏洞。

粒子物理学标准模型预言了很多粒子，大部分粒子陆续被发现，而最后的那个粒子，就是来无影去无踪、一出现便会迅速衰变成其他粒子的希格斯粒子。2012年，LHC发现希格斯玻色子，这一进展成全了标准模型。

然而，对于暗物质、暗能量等问题，标准模型却无法解释，“优美的”超对称模型应运而生。不过，超对称模型中预言的粒子，至今没有一个超对称粒子被找到，这引发了不少科学家对超对称模型的怀疑。

2008年9月，由来自34个国家、超过2000位物理学家所属的大学与实验室所共同出资合作兴建的LHC初次启动测试。这个坐落于瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心（CERN）的高能物理设备，是目前世界上最大、能量最高的粒子加速器，有望揭开质量起源、暗物质暗能量、反物质、宇宙起源、额外维度5大谜团。

如今，升级后的LHC能量达到13万亿电子伏特，亮度也将逐渐提升，在发现超对称粒子、验证超对称模型方面被很多科学家寄予厚望。