天体物理学家通过精密的测量,没有发现伽马光子偏振的任何改变
腾讯科学讯 日本科学家使用搭载在“伊卡洛斯”号太阳帆船上伽马射线暴偏光仪器,对来自爆发中的高能伽马光子进行最精细的测量,并没有发现光子的任何偏振改变。
伽马射线暴释放的高能光子能够对所谓“万有理论”建立设定严格限制,这种理论试图统一自然界中的所有四种相互作用(目前来看,“超弦理论”是“万有理论”的最佳候选者)。
日本大阪大学的科学家说:“这个结果对量子引力理论施加了基本的限制,量子引力是试图统一爱因斯坦广义相对论和量子理论的一种理论。”
根据目前的物理学,如果把粒子换成其所对应的反粒子,然后再让时间反演,那么世界看起来应该是完全相同的,假如发现了任何不同(CPT对称破缺),那么将会对超弦理论提供实验支持。
美国宾夕法尼亚大学的物理学家说:“如果CPT联合操作被任何物理过程所破坏,哪怕是即使在非常细微的水平上,也将会从根本上改变目前所追寻的构建万有理论的方向。”
寻找CPT对称破缺的证据非常具有挑战性,因为量子结构太小,很难使用现有的技术在地球上实现,必须要使用太空探测器。
根据目前的观测来看,伽马射线暴所发出光子的偏振并没有旋转。如果偏振发生旋转,就表明CPT有对称破缺的迹象。
科学家通过对三次伽马射线暴的精细研究,并没有发现伽马光子的任何偏振的改变,该观测表明:CPT对称至少在千万分之一精度上也是成立的。
什么是超弦理论?
弦论的一个基本观点是,自然界的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的点状粒子,而是很小很小的线状的“弦”(包括有端点的“开弦”和圈状的“闭弦”或闭合弦)。弦的不同振动和运动就产生出各种不同的基本粒子。弦论中的弦尺度非常小,但操控它们性质的基本原理预言,存在着几种尺度较大的薄膜状物体,后者被简称为“膜”。直观的说,我们所处的宇宙空间可能是9+1维时空中的D3膜。弦论是现在最有希望将自然界的基本粒子和四种相互作用力统一起来的理论。
虽然历史上,弦理论是物理学的分支之一,但仍有一些人主张,弦理论目前不可实验的情况,意味着它 弦理论
应该(严格地说)被更多地归为一个数学框架而非科学。一个有效的理论,必须通过实验与观察,并被经验地证明。不少物理学家们主张要通过一些实验途径去证实弦理论。一些科学家希望借助欧洲核子研究组织的大型强子对撞机,以获得相应的实验数据。尽管许多人相信,任何关于量子引力的理论都需要更高数量级的能量来直接探查。此外,弦理论虽然被普遍认同,但它拥有非常多的等可能性的解决方案。因此,一些科学家主张弦理论或许不是可证伪的,并且没有预言的力量。
由于任何弦理论所作出的那些与其他理论都不同的预测都未经实验证实的,该理论的正确与否尚待验证。为了看清微粒中弦的本性所需要的能量级,要比目前实验可达到的高出许多。弦理论具有很多数学兴趣的特性并自然地包含了标准模型的大多数特性,比如非阿贝尔群与手性费米子因为弦理论在可预知的未来可能难以被实验证明,一些科学家问,弦理论甚至是否应该被叫做一个科学理论。它现在还不能在波普尔的意识中被证伪。但这也暗示了弦理论更多地被看做建设模型的框架。在同样的形式中,量子场论是一个框架。