“我的天!”一位年轻的物理学博士,也是本次竞赛的巡考员之一,在旁边用备用望远镜看到这里,忍不住倒吸一口凉气,差点把镜片给吸进去。
“他……他居然对这些模型都如数家珍?跷跷板机制也就罢了,连辐射机制这种相对冷僻的分类他都了解得这么清楚?这……这真的是高中生?”这位博士感觉自己的世界观受到了强烈的冲击。他当年读博的时候,为了搞清楚这些模型的细微差别,可是啃了好几本大部头的专着,掉了无数头发。
王教授的嘴巴已经微微张开,他看着秦风答题纸上那些熟悉的模型名称和简洁的评述,感觉像是在看一位资深研究员在撰写综述报告。
“老李,这……这小子看的文献量,怕是比我们组里有些研究生都多吧?”王教授的声音带着一丝难以置信的颤抖。
李振华教授的眉头也微微挑起,眼神中的光芒越来越盛。他知道,秦风在数学国赛上展现了惊人的解题能力,但此刻,他在物理理论上的知识广度和深度,同样令人震撼!
这已经不仅仅是“学霸”的范畴了,这简直是“行走的物理百科全书”!
在对现有理论进行了一番鞭辟入里的分析和批判之后,秦风终于亮出了自己的“杀手锏”——他提出的新思路。
他并没有试图去构建一个全新的、颠覆性的大统一理论,那不现实,也超出了竞赛答题的范畴。他的思路,更像是一种巧妙的“微创新”和“理论嫁接”。
他写道:“考虑到标准模型希格斯机制的成功,以及中微子质量的极端微小,一个自然的想法是,中微子质量的产生是否也与希格斯场有关,但通过一种被压低的机制?本人尝试提出一种基于标准模型SU(2)L x U(1)Y规范群,但对其希格斯场部分进行最小扩展的唯象学模型……”
紧接着,秦风引入了一个额外的SU(2)L二重态希格斯场和一个惰性的单态希格斯场。他详细论述了这两个新场如何通过高阶圈图(loop diagrams)的贡献,在不引入超高能标新粒子的情况下,自然地为中微子赋予微小的马约拉纳质量。
mν≈λ1λ216π2v2sin?(2β)MSm_u \approx \frac{\lambda_1 \lambda_2}{16\pi^2} \frac{v^2 \sin(2\beta)}{M_S}mν≈16π2λ1λ2MSv2sin(2β)
他在草稿纸上飞快地写下了一个示意性的公式,其中vvv是标准模型希格斯真空期望值,MSM_SMS是惰性单态希格斯场的质量标度,λ1,λ2\lambda_1, \lambda_2λ1,λ2是新的汤川耦合系数,β\betaβ是与两个二重态希格斯场混合相关的角度。
“嘶——”
监控室里,通过高清摄像头同步观看考场情况的几位物理竞赛组委会的核心大佬,几乎同时发出了抽气声。
“他……他这是在手推圈图贡献?!”一位负责理论物理前沿的老教授,手里的保温杯都差点没拿稳,“这个思路……虽然在高阶修正中产生中微子质量的想法并不算独创,但他这个希格斯场的扩展方式,以及预期的质量压低机制……非常巧妙!而且具有很强的可计算性!”
“快!放大他草稿纸上的演算!”另一位教授急切地喊道。
屏幕上,秦风草稿纸上那些看似潦草,实则逻辑严谨的符号和简图被放大。虽然没有完整的费曼图和复杂的积分计算,但其核心的物理思想和推导脉络清晰可见。
“他甚至考虑到了新希格斯场的混合和真空稳定性问题……”李振华教授喃喃自语,眼神中充满了惊涛骇浪。
这已经不是在答题了,这分明是在进行一场小型的理论物理研究!
如果说前面的理论构建已经让教授们震惊,那么接下来秦风关于实验验证的论述,则彻底让他们感到骇然。
秦风指出,他提出的这个模型,除了能解释中微子质量外,还有一系列独特的唯象学预言:
轻的额外希格斯粒子:模型预言存在质量可能在几百GeV到1 TeV范围内的额外中性或带电希格斯粒子。这些粒子可以在未来的高能对撞机(如LHC,虽然此时LHC还在建设初期,但其概念已经广为人知)上通过特定的衰变道被寻找。他甚至简要提及了几个关键的产生截面和衰变分支比的估算方向。
稀有衰变过程的增强:由于新希格斯场的存在,某些标准模型中高度压低的稀有衰变过程,如轻子味破坏过程(LFV,例如 τ→μγ\tau \to \mu\gammaτ→μγ 或 μ→eγ\mu \to e\gammaμ→eγ),其衰变率可能会得到显着增强,达到未来实验可探测的水平。
对宇宙学的影响:惰性希格斯场的存在,如果其质量和耦合合适,甚至可能为早期宇宙的某些现象(如电弱相变)提供新的视角,或者其最轻的成员可以作为暗物质候选者(尽管秦风在这里只是浅尝辄止,没有深入展开,以免偏离主题)。
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