欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(简称LHC)创造了人类有史以来的最高能量前沿。在第一轮运行中,LHC的质子-质子对撞能量达到了8万亿电子伏(即8 TeV),这使得“上帝粒子”——希格斯玻色子于2012年7月被发现。经过两年多的停机检修和升级维护,LHC从2015年5月开始了第二阶段运行,其对撞能量至今已升至前所未有的13万亿电子伏。
一直热衷于预测新发现的理论物理学家们早已为此投入了新一轮的打赌游戏,其中与超对称有关的赌局尤其引人注目。
超对称是20世纪70年代初由若干理论家提出的一种新型时空对称性,它要求每个标准模型的费米子(玻色子)都具有相应的玻色子(费米子)伙伴,后者被称为超对称伴子。超对称的存在可能有助于解决标准模型的自然性问题、实现相互作用的大统一以及提供暗物质粒子的候选者等。2004年度的诺贝尔物理学奖得主弗兰克·韦尔切克(Frank Wilczek)堪称超对称的超级粉丝,他深信神秘的超对称粒子终将会在LHC上被发现。
6年前的今天,即2009年的7月8日,在刚做完一场有关超对称的报告之后,韦尔切克被很有名气但却没有固定工作的理论物理学家贾瑞特·里希(Garrett Lisi)拦住了。里希不相信自然界真的存在超对称,曾经提出了一个不需要超对称的大统一理论,所以他向韦尔切克发出挑战,打赌LHC不会发现超对称粒子。
韦尔切克欣然接受了挑战,两人定下的赌局截止日期是2015年7月8日:假如LHC在这一天之前发现了一个或几个人们期待已久的超对称粒子,则韦尔切克赢;否则里希赢。里希在“推特”社交网站上声称,他本人和韦尔切克都愿意出1000美元的赌资,仲裁人是麻省理工学院的马克斯·泰戈马克(Max Tegmark)教授。
2014年10月,里希在接受《科学美国人》杂志采访时显得十分自信,“是的,我很可能会赢。
假如弗兰克想要把日期推后再打一次赌,我也将很高兴地奉陪到底。我认为超对称粒子是不存在的。如果许多物理学家不想输钱和浪费时间的话,我希望他们重新考虑不需要弦论的统一理论。”如今一切尘埃落地,韦尔切克输掉了这场赌局。但他是否及时把赌金支付给了里希,目前还不得而知。可以想象,韦尔切克当年预期LHC到了今年夏天应该在13万亿电子伏的对撞能量点获取了足够多的事例,从中应该可以发现超对称粒子。
可是目前的LHC对撞能量虽高,其亮度却还远未达到理想值,因此短期内依托LHC工作的ATLAS和CMS探测器国际合作组不可能公布任何实验数据和分析结果。
对于物理学家中的足球迷而言,韦尔切克选择7月8日作为打赌的截止日期似乎也是一个不祥之兆,因为2014年的7月8日恰好是德国队在世界杯半决赛上以七比一大胜巴西队的日子。可是,这与超对称粒子以及韦尔切克和里希的赌局有什么关系呢?
其实韦尔切克的赌运并非总是这么糟糕。2005年,韦尔切克与麻省理工学院的美女实验家珍妮·康拉德(Janet Conrad)打了一个友好的赌:他确信希格斯粒子将会在LHC上被发现,而康拉德则认为LHC发现不了这个奇特的粒子。两人所下的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。
假如康拉德输了,她必须送给韦尔切克10枚金币巧克力;如果韦尔切克输了,他必须送给康拉德100枚金币巧克力,以免有以大欺小之嫌。7年之后的2012年,韦尔切克如愿以偿地赢得了这一赌局和10枚金币巧克力:希格斯粒子在LHC被发现了!
与韦尔切克不同,1999年度的诺贝尔物理学奖得主吉拉德·特胡夫特(Gerard ‘t Hooft)对超对称的存在持怀疑态度。
早在2000年的哥本哈根会议上,当一群物理学家为LHC能否在可见的未来发现超对称粒子而打赌时,特胡夫特就选择了“否”,赌注是一瓶价格不低于100美元的法国白兰地。他意味深长地说,“我的问题在于,尽管超对称可以解释一些事情,但是它本身也需要一个解释。”超对称粒子或者其他新物理最终能够在LHC上被发现吗?让我们拭目以待。