超對稱賭局：諾獎得主輸了!？
■本報記者 倪思潔
7月8日，諾貝爾物理學獎得主弗朗克·韋爾切克「輸掉」了一場長達6年的、關於超對稱粒子的賭局。這場賭局的贏家，是被稱為「民科之王」的安東尼·加瑞特·裡希。
在一次物理學會議上，裡希和韋爾切克打了一個1000美元的賭：裡希認為超對稱粒子根本不存在，而韋爾切克則相信大型強子對撞機（LHC）將在6年內探測到超對稱粒子。這場賭局的仲裁人是那次物理學會議的主持人、麻省理工學院教授馬克斯·泰戈馬克。
如今，6年已逝，LHC在經歷了兩年多的休整後終於在6月3日將能量成功提升到13萬億電子伏特，但仍未發現超對稱粒子的跡象。這場賭局裡，是韋爾切克真的輸了，還是LHC無法探測到超對稱粒子，抑或是超對稱模型根本就不成立？或許，只有時間才能給出答案。
一約六年 物理賭局是常事
故事要從6年前裡希的一次偶然旅行說起。裡希是個熱愛衝浪的物理學家，但不供職於任何一家科研機構。他關於大統一理論的研究讓全世界不少人認識了他，也正因如此，他被譽為「民科之王」。
「我大部分時間待在毛伊島的和平科學研究所開心地做我的科研工作，不常與其他物理學家交流。」裡希在接受《中國科學報》記者採訪時說。2009年7月，一個偶然的機會讓裡希離開毛伊島，前往號稱「葡萄牙海外孤島」的亞速爾參加一個物理學會議。
「在這次會議上，通過視頻，諾貝爾得主韋爾切克作了一個關於統一理論的精彩演講，表達了他對於超對稱理論的信心，並認為超對稱粒子將會在LHC上被發現。」裡希回憶。
儘管很尊重韋爾切克，裡希還是在演講結束後舉起了手，公開「挑釁」韋爾切克，問他是否願意就超對稱粒子存在與否的問題跟自己打個賭。「不同於大多數理論家，我不認為自然具有超對稱性，不認為超對稱粒子會被LHC發現。」裡希告訴記者。
「我知道，在那樣的場合裡把他拉進賭局，讓我看起來像個故意挑事的混蛋，但他對於打賭這件事還是很開明的。」6年前的一幕幕仍清晰地保存在裡希的腦海裡，當時，韋爾切克欣然接受了挑戰。
裡希告訴記者，在物理學家的圈子裡，善意的賭局是有其歷史傳統的，這些賭局通常都是君子協定。不過，裡希表示，賭局勝負究竟如何判，韋爾切克會不會給他1000美元，要看仲裁人的意見。「作為我們的裁判，我想馬克斯應該正在權衡現在發生的情況。」
而就在前兩天，韋爾切克在社交網站「推特」上表了態：「對這個賭局，我的記憶是朦朧的，幾乎沒有印象，但是我會很高興且及時地履行仲裁者的決定。」
對撞「神器」 重出江湖未出手
對韋爾切克來說，這不是他第一次下注。2005年，韋爾切克與麻省理工學院的科學家珍妮·康拉德打賭：他確信LHC將會探測到希格斯粒子，而後者則認為LHC發現不了。賭注是斯德哥爾摩諾貝爾獎頒獎典禮上供應的金幣巧克力。結果，韋爾切克贏得了賭局，並得到10枚金幣巧克力。
這次，韋爾切克似乎沒那麼幸運，可是裡希並不認為這次「勝利」值得歡呼。「下賭時，我其實是認為6年時間對於LHC收集和分析高能對撞數據來說已經是足夠了的，但這6年裡LHC屢經波折。因此，儘管我看似技術性地贏得了賭局，但這個結果並不公平。」裡希說。
今年4月5日，LHC在經過了幾個月的重啟準備後，終於發出了復甦後的第一縷粒子束流。6月3日，LHC開始以13萬億電子伏特的能級對撞粒子，並產生科學數據。
不過，近兩年，LHC一直處在休整期。2008年9月，LHC誕生。對於大多數高能物理學界的研究人員來說，它幾乎是探測粒子物理的「神器」。2012年末，LHC的第一階段運行結束。
這4年裡，LHC「打」出了一個輝煌戰績——2012年7月4日，CERN宣布LHC的緊湊渺子線圈（CMS）探測到新玻色子，此後，這個新發現被科學家證實為「上帝粒子」希格斯玻色子。
「現在，CMS亮度還是很低，對超對稱的尋找還沒有真正開始。」參與LHC中CMS項目的中科院高能物理所研究員陳國明說，前些日子CMS超導系統的溫度一直沒有冷卻到位，超導磁場沒有打開，最近已經修復，上星期才開始正常取數。
悲觀太早 基礎研究拼耐心
對於這次賭局，歐洲核子研究中心（CERN）科技和加速器項目主任弗雷德裡克·博爾德裡在接受《中國科學報》採訪時說：「LHC升級後，我們期待發現標準模型以外的物理現象，不過，沒人能預測出什麼時候能發現。」
儘管希格斯粒子被發現後，粒子物理標準模型更完美了，但這一模型仍無法解答暗物質、暗能量以及物質和反物質不平衡的問題。而超對稱理論既能統一強、弱和電磁的相互作用，又能解析暗物質、暗能量。但至今，超對稱理論預言的超對稱粒子還沒有被找到過。
「基礎研究，需要的是耐心和運氣。」博爾德裡告訴記者，此前LHC的成果都是基於能量在8萬億電子伏特、亮度（粒子束強度）在30fb-1的基礎上的，現在LHC到達了13萬億電子伏特的新能級，在亮度方面，2025年計劃升至300fb-1，2035年將升級到3000fb-1。
陳國明稱，一般來說對撞能量越高，亮度越高，找到超對稱粒子的機率也越高。LHC的對撞能量升級後，很多人相信能夠找到超對稱粒子。「當然，LHC運行結束時，不能找到超對稱粒子的機率仍然存在，但現在說『悲觀』還為時過早。」
博爾德裡表示，現在LHC正在13萬億電子伏特的基礎上，邁向在2018年將亮度提升至120 fb-1的清晰目標。
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超對稱理論最早由日本粒子物理學家宮沢弘成於1966年提出，以補充粒子物理學標準模型中的一些漏洞。
粒子物理學標準模型預言了很多粒子，大部分粒子陸續被發現，而最後的那個粒子，就是來無影去無蹤、一出現便會迅速衰變成其他粒子的希格斯粒子。2012年，LHC發現希格斯玻色子，這一進展成全了標準模型。
然而，對於暗物質、暗能量等問題，標準模型卻無法解釋，「優美的」超對稱模型應運而生。不過，超對稱模型中預言的粒子，至今沒有一個超對稱粒子被找到，這引發了不少科學家對超對稱模型的懷疑。
2008年9月，由來自34個國家、超過2000位物理學家所屬的大學與實驗室所共同出資合作興建的LHC初次啟動測試。這個坐落於瑞士日內瓦的歐洲核子研究中心（CERN）的高能物理設備，是目前世界上最大、能量最高的粒子加速器，有望揭開質量起源、暗物質暗能量、反物質、宇宙起源、額外維度5大謎團。
如今，升級後的LHC能量達到13萬億電子伏特，亮度也將逐漸提升，在發現超對稱粒子、驗證超對稱模型方面被很多科學家寄予厚望。