学霸就是要肝 第168章 一种新的物理场：X场？！

第168章 一种新的物理场：X场？！

第168章 一种新的物理场：X场？！

【国家科学技术奖励大会召开！这三个项目获得了国家自然科学一等奖！点击查看详情→】

【国家最高科学技术奖颁发，看看是哪两位科学家获此荣誉？】

【哥德巴赫猜想获国家自然科学奖一等奖，那么孪生素数猜想呢？】

【震惊！他竟然在国家科学技术奖励大会上做出了这种事……】

……

随着国家科学技术奖励大会结束后，各大新闻媒体也都发布了相关的新闻，网络上的讨论热度也丝毫不低。

微博上面，#国家科学技术奖励大会#登上了热搜榜，除此之外，#哥德巴赫猜想#也单独地登上了热搜榜。

至于其他的两个一等奖倒是就没有了，大概也是因为萧易本身就自带了不少的流量。

当然，更主要的还是在于网友们对于孪生素数猜想为什么没有得奖的疑问。

【孪生素数猜想在数学界的地位应该和哥德巴赫猜想没有多少差别？这不得再来个一等奖？】

【得了吧，自然科学奖那是什么奖，今年能够颁发三个出来都算是创造历史了。】

【选哥猜那也是有原因的，毕竟哥猜的报告会是在咱们人民大会堂那里开的，然后在国内又有那么大的影响力，只能说萧神牛逼，十八岁就拿到自然科学一等奖】

【而且还是数学上的一等奖，上一次数学拿一等奖还是在97年呢，那个项目严格意义上来说，也不算是纯数学，而是计算数学方面的。】

【纯数学的一等奖太难得了，最早好像还是陈景润先生的1 2定理获得过吧？现在是从1 2变成了1 1，历史的回旋镖了属于是。】

【感觉以后的一等奖要经常被萧神给霸榜了，说不定明年就是孪生素数猜想了。】

【明年就没有评奖了，有消息说以后要改成三年一届，下次估计就要等到2024年的11月了。】

【我去，等这么久？】

【以后的评选要更难咯，也算是国家对于咱们国内评奖方面的一次改革，必须得是真正有水平的项目才能通过咯。这次哥猜能够当年完成当年拿奖，估计也是因为下次就要三年后了。】

【挺好的，现在那么多的奖项，难保里面没有几个水货……】……

网上的各种讨论热火朝天，而对于刚刚领完奖，返回了基础科学园的萧易就没有关注了。

对于他来说，目前的首要任务还是研究质量间隙问题。

重新回到宿舍之后，对于从哪个角度来解决问题的思考，又一次涌上了萧易的脑海中。

而这一次，他的目光，转向了TQFT这个方向。

TQFT，拓扑量子场论，它强调量子场论的拓扑性质，而非其度规性质，同样是一个很强大的物理学工具。

在研究之中，萧易开始思考杨-米尔斯理论的拓扑不变量和其在不同拓扑空间上的行为。

“根据Chern-Simons理论，紧黎曼曲面上杨-米尔斯方程的模空间Σ可以看作是圆柱体上Chern-Simons理论的构型空间Σ×[0，1]，在这种情况下，模空间将可以被几何量子化……几何量子化？”

终于，在某个寒冷的冬夜，暖气开足的温暖宿舍中，萧易那沸腾的大脑，在这一刻突然宁静了下来。

然而，宁静的表面下，却隐藏着更磅礴的汹涌。

“这不就意味着，引入chern数之后，可以将杨-米尔斯理论的质量间隙问题转化为一个关于拓扑不变量的存在性问题？”

他的目光中，仿佛闪烁起了智慧的光芒。

笔尖开始在草稿纸上停不下来。

而时间也再一次过去。

就这样，四个月，悄无声息地过去了。

……

时间进入到了2022年2月末。

春节已经过完，元宵节也早在两个周之前便已经结束，学生们重新回到了自己的学校开始上课，而社会的螺丝钉们也都返回到自己的岗位上，开始为整个世界的运行贡献出自己的一份力。

而也就在2月25日的这一天，《science》杂志的新一期公布，封面上，一个硕大的W，压碎了代表了标准模型中各大基本粒子的圆盘。

而在最下面，则有两行字母对这个封面的意思进行了解释。

【超重！W玻色子质量测量值高于预期！】

【来自于《科学》杂志2022年4月2日那一期的封面，W玻色子质量超重也是物理学界真实发生的。（稍稍把时间P了一下，有点歪）】

随着这一期公布，顿时就引爆了整个物理学界。

毫无疑问，这个封面所代表的就是，华国高能物理研究所和CERN的合作已经完成了，而他们最终的结果，和萧易当初所预测的结果一样！W玻色子，确确实实地超重了！

一时间，全球所有的物理学者们，都被这一消息点燃了心中的激动。

各大论坛上面，讨论的声音再度凶猛了起来。

【天啦噜！这下可是真的了！CERN和华国高能物理研究所计算了整整100万组关于W玻色子的信号数据！这次绝对是有可信度了！】

【论文我已经看了，根据结果显示，W玻色子的质量为40844±6MeV，我靠，之前萧易的那篇论文，2000组的数据量，最终是刚好超过了5个标准差，现在是100万组数据量，整整超过了10个标准差，这里面肯定是存在什么问题了吧？】

【不可思议，我们课题组已经准备去CERN了，估计接下来一段时间内，CERN都要忙起来了。】

【有谁来告诉我一下，超重的原因是什么啊？！我靠，难道我的有生之年真的能够遇见物理学界中的大事件了？】

【当年的希格斯粒子还不够大事件吗？】

【当年发现希格斯粒子的时候我还是高中生呢，完全不懂什么叫做高能物理。】

【嘿，说不定是超对称粒子导致的？】

【只能期待最后的结论了。】

……

在各种讨论声中，欧洲核子研究中心内，此时也正在召开着一场无比重要的会议，会议讨论的，也正是关于这一结论的事情。

“……我们主要利用了萧氏误差分析理论，对100万组W玻色子信号数据进行处理，得出了这一最终结论，现在我们已经有充足的理由可以相信，W玻色子的实际质量超出了标准模型的预测。”

大会议室中，诺贝尔奖得主，同时也是本次W玻色子质量验证项目的主要负责人，弗兰克·维尔切克教授正在做着报告。

“我认为这足以算得上是自从发现希格斯玻色子之后，我们在粒子领域中的又一个最重要发现之一，所以CERN很有必要将继续研究W玻色子质量超重放在首要位置上，也许这将让我们发现又一个相对论呢?”

“谁也说不定。”

威尔切克教授讲完，也赢得了在场许多物理学者们的掌声。

而这个时候，CERN的总干事，法比奥拉·吉亚诺提提问：“威尔切克教授，您能具体说说你们所使用的这个统计方法，是否真实有效呢？它真的具有可信度吗？我一直都很好奇，为什么这个统计方法，能够让我们得到的结果，和之前那些统计方法的结果显现出如此巨大的差异。”

听到这个问题，维尔切克笑了笑：“吉亚诺提教授，你的这个问题，我们在这么多月以来已经讨论过很多遍了，对于这种新的统计方法为什么会显现出如此差别，我们曾经也已经作出过回答，首要问题就在于它对于误差的更精细处理。”

“精准，是十分关键的，这里面所用到的数学方法，也足够的先进。”

“此外，有一点我必须要说明的是，以前的统计方法和现在的统计方法，结果之间的差异其实并不巨大。”

“两种结果的差异，仅仅只有0.1%而已，只不过放到微观尺度中观测，这个差异就变得巨大了，就像是W玻色子的0.1%，差不多等于157颗电子的质量。”

“但高能物理就是这样，其他物理可能任何差异都算是误差，但是我们高能物理中要考虑的就很多了。”

“就像是5σ准则，便是高能物理所提出来的。”

“对于这一点，我相信爱德华·威滕教授也会表示同意。”

众人都看向了会议室中，某个座位上的一名老人，爱德华·威滕教授，正在这个座位上。

听到维尔切克忽然cue起了自己，威滕笑了笑，随后表示道：“是的，我认同弗兰克。”

会议室中当即便响起了一片掌声。

显然，还是有相当多的研究员们认同将W玻色子质量超重问题作为CERN接下来一段时间的主要目标。

而不管是维尔切克，又或者是威滕，他们两人都算是在场所有人之中，物理水平以及数学能力的最高代表，他们的意见，举足轻重。

见到此，总干事法比奥拉·吉亚诺提也不再多说什么，点点头说道：“既然如此，那么【关于是否将W玻色子质量验证课题作为CERN接下来的首要科学目标】这一议题，就此通过。”

而后，她转头看向会议室中的另外一边，说道：“唐教授，请问贵方是否愿意继续加入到这一课题研究中？”

另外一边，坐着的正是唐遗芳等华国高能物理所过来的一众研究员们，他们作为这个课题的合作方，也受到CERN的邀请来到这里。

唐遗芳站了起来，笑着点点头，说道：“我代表华国高能物理所，愿意加入合作。”

这样的课题项目，一般来说都会被CERN独吞掉，如今能够进行合作，对高能所来说自然是一件好事情。

“好的。”法比奥拉·吉亚诺提点点头，随后说道：“那么继续下一个议题……”唐遗芳也坐了下去。

只不过，就在这个时候，他兜里的手机忽然震动了起来。

他皱眉，谁会在这个时候给自己打电话的？

拿出来一看，他就是一愣，打电话的人居然是萧易？

萧易并没有和他们一起来这边，而是仍留在国内。

不过，他打这个电话是为了什么？他接通了电话，捂着话筒小声地说道：“萧易，怎么了？我现在正开会呢，之前和你说过的。”

然后电话那头就传来了萧易的声音：“是不是CERN决定继续验证W玻色子质量？”

“是的。”唐遗芳问道：“这有什么问题吗？”

随后，萧易开口道：“嗯……就麻烦您帮我转达一下我的建议吧，我认为继续研究W玻色子质量，可能没有太大的意义了，以当前LHC的性能来看，应该是无法找到W玻色子超重的真正原因。”

唐遗芳顿时就愣住了，无意之间，就连声调都提高了一点：“什么？”

而恰好的是，总干事吉亚诺提刚刚宣布完接下来的议题，正等待着众人发表意见，会场十分安静，他的声音就显得格外突兀了起来。

吉亚诺提转头看了过来，问道：“唐教授，您这边是有什么问题吗？”

唐遗芳略显尴尬地指了指自己的手机，随后又对着话筒说了几句，正当众人都寻思他在开会的时候打电话都这么放肆吗，唐遗芳站了起来，略表歉意地说道：“不好意思，打扰到了各位，那个，是萧易给我打的电话，他有个建议，想让我转达给各位。”

这下众人就都是一愣，萧易？

于是原本心中还颇有微词的众人，也不再去怪唐遗芳打断的事情了。

萧易作为W玻色子质量超重问题的第一发现人，虽然从来没有来过CERN，但在他们心中的地位也已经是非同一般了。

他会有什么建议呢？

“您请说。”法比奥拉·吉亚诺提总干事也点点头，说道。

“嗯……”而后，唐遗芳便将萧易的建议转达了出来。

在场的所有人顿时都愣住了。

什么？萧易竟然建议他们暂时不要将太多的精力放在这个问题上？好家伙，这个问题可是他第一个发现的，现在已经引起了物理学界的空前关注，结果他又跑上来表示要踩刹车？众人都感到了不理解。

弗兰克·维尔切克教授这个时候眯起眼睛，说道：“唐教授，萧易说，以LHC当前的对撞能量，无法发现让W玻色子出现异常的原因？”

“是的。”唐遗芳点头。

“莫非他发现了什么？”

唐遗芳又拿出手机，和电话那头的萧易进行了一番交流，最后他说道：“萧易说，如果现在能够让他以视频的方式参与进来的话，他可以给大家简单地解释一下原因，如果不方便的话，就可能要过上几个月的时间，他会给出完整的解释。”

顿时间，会议室中又响起了一阵阵的议论声。

法比奥拉·吉亚诺提沉吟了片刻，最后说道：“这件事情，我以总干事的身份表示同意，现场的各位研究员，如果有异议可以举手表示。”

而场下，所有的参会人员都摇摇头，没有人举手。

“那么，就麻烦唐教授伱转告萧易，我们同意他通过视频的方式向我们解释原因。”

“好的。”

唐遗芳点头。

很快经过一番协调后，萧易便成功地连上了他们的会议现场。

会议室中的多媒体屏幕上，出现了萧易的面孔，而他身后的环境可以看出是在宿舍里面。

他朝着摄像头挥挥手，问道：“各位听得到吗？”

法比奥拉·吉亚诺提朝他点点头，说道：“萧易，你好，我是CERN总干事法比奥拉·吉亚诺提，我们这边都听得到，接下来请你向我们解释一下，为什么你要提出那个建议。”

“那就好。”萧易笑着点点头，随后便说道：“吉亚诺提总干事，还有CERN各位研究员，你们好。”

“首先向你们表示一下歉意，打扰到了你们的会议进程。”

“关于那个建议，我接下来需要运用数学物理的方法，来进行解释。”

“首先，我们都知道W玻色子的质量是由希格斯机制通过自发对称性破缺赋予的。”

“那么，我们首先以SU(2)L×U(1)Y规范对称性为基础，从而引入希格斯场。”

萧易转过身，在他身后的一个小黑板上面开始了演示——这个小黑板是他前段时间问研究所要来的。

“希格斯场是一个(2)SU(2)复标量双重态=( ，0)，其中：”

【 =1/√2(1 i2)，0=1/√2(3 i4)。】

“之后我们选取如下形式的希格斯场的势能。”

【V=μ^2^ λ^2其中μ^2和λ是大于0的。】

“在之后，我们极小化势能V，希格斯场获得非零的真空期望值，使得对称性破缺……”

萧易开始慢慢推导，逐渐展示出了，W玻色子是如何通过希格斯机制获得质量的。

“最终，我们通过协变导数的作用，计算希格斯场的动能项，并替换希格斯场的VEV，最终得以生成质量项，从而确定W玻色子的质量。”

“到这里，和咱们物理学界过去的推导过程是完全一样的，似乎也没有什么不同之处，但为什么最终W玻色子的质量出现问题呢？大家请看，如果我再一次，在希格斯机制对称性破缺这一步骤中，引入一个新的矢量场。”

“至于这个矢量场，来自于杨米尔斯方程的拓扑量子场论。”

“现在，我们构造一个在四维球面 S^4上的反自对偶杨-米尔斯场，该反自对偶场满足以下条件。”

【F=*F】

“其中F是杨-米尔斯场的曲率形式，*是霍奇对偶算子。”

“众所周知，在四维情况下，可以通过边界条件和拓扑不变量的引入，与四维杨-米尔斯理论联系起来，而同样的，我们也可以将它代入到希格斯机制的对称性破缺这一过程中……”

听到萧易的这句话，会议室中，弗兰克·维尔切克，以及爱德华·威滕两人，纷纷都眯起了眼睛。

而乔治·帕里西也在场中，他则是面露惊讶：“这是……一种新的场！？”

他的这句话一出，顿时就点燃了会议室中的气氛。

原本，有相当一部分的人面对萧易的这些的过程都是一脸懵逼，其中的数学逻辑太过复杂，所用到的方法也更是超过了绝大多数人的想象，因此他们也搞不懂这些推导过程的含义。

但是，乔治·帕里西的这句话，就对萧易的这些推导做出了一个非常精准的解释——

导致W玻色子超重的“罪魁祸首”，可能来自于一个在过去从未被物理学界发现的“场”？！

而接下来，萧易也巧合似对此做出了回应：“……在这个反自对偶场的引入下，同时对该希格斯机制的自发对称性破缺进行调和后，我们就可以发现，它不仅变得和谐，同时还具有一种无比的数学美。”

“并且，在这个新过程之下，我们很容易地就能够计算出W玻色子的新质量，为80429MeV！”

会议室中，所有人的目光中露出不可思议和震撼。

这样一来的话，就对上了！

这几乎是成功地解释了W玻色子超重的原因！

而一个新的场代表了什么？也许是又一个基本粒子，也许则是一个从未被发现的基本力等等之类的颠覆性发现，当然，说不定就是物理学界一直在追寻的那颗超对称粒子。

会议室中安静的可怕，几乎每个人都长大了嘴巴，对这个结果感到了无比的不可思议。

就连唐遗芳，也完全没有想到，萧易仅仅只是一个简单的建议，却给他们引出了如此令人难以相信的发现。

会议室中，也只剩下了萧易的声音。

“……那么最终，我们可以总结出该场的以下特性：在极高能量状态下与W玻色子强烈相互作用，在常规能量状态下呈现出极弱的相互作用力，最后，还有一点，它可能是强相互作用和弱相互作用的统一媒介。”

萧易腼腆一笑：“关于这个场，在没有能彻底搞清楚它是什么之前，我暂且给它的命名是X场，或者是叫做萧场。”

“如果最终证明它是超对称粒子，那么X场这个名字也就自然淘汰。”

“最后，回到开始，我之所以建议大家不要继续花费时间和精力去研究W玻色子的质量问题，也正是因为想要通过粒子加速器来确定它是否真实存在，就像是超对称粒子那样困难，唯一值得庆幸的一点是，我们能够通过W玻色子的质量，来间接地确定它的存在。”

“因此，粒子加速器的资源，还是不妨用来研究其他的课题，或许会更有价值。”

“嗯，我讲完了，大家是否还有什么问题吗？”