LHC对撞数据出现无法解释的异常：第五维度可能真的存在（完整文稿）

本文是视频《LHC对撞数据出现无法解释的异常：第五维度可能真的存在》（作者：Sabine Hossenfelder）的完整文稿（全文整理版），与精读笔记配套阅读；▶ 原视频。

开场惊人宣称

一队物理学家声称，在大型强子对撞机的数据里，找到了额外维度的证据。如果没错，这将是物理学几十年来最大发现之一。来看看。

对撞机与CMS

论文出自两位法国物理学家，分析了CMS的数据。CMS是CERN大型强子对撞机的探测器，简称LHC。LHC让质子对撞，质心能量达到几太电子伏特，这仍是世界纪录。质子撞在一起，会造出新的粒子。能量这么高，可能造出从没人见过的粒子。CMS实验就是一堆巨大的精密测量装置，围绕着一个超大的磁铁。研究人员特别关注产生喷注的对撞。在粒子物理学家眼里，喷注就是高能夸克或胶子出现时，喷出的一串粒子。夸克构成质子和中子，胶子负责把夸克绑在一起。测出这些粒子流的能量和方向，物理学家就能反推出更重粒子的质量。

趣事，我认识一个人，在机场做关于对撞、喷注和核物理的幻灯片，结果被请进小房间问话。这说来话长。

额外维度原理

好，回到额外维度。我上学那会儿，最让人激动的事之一，就是大型强子对撞机可能找到额外维度的证据。没错，我博士论文写的就是这个。关键在于，空间要是有额外维度，就必须很小。它们必须卷成很小的半径，粒子的波长必须装进这个半径里。就是说，进入额外维度的粒子都有高次谐波，即那里的驻波。谐波越高，粒子能量就越高。

重胶子证据

这几位物理学家说，大型强子对撞机看到了重胶子，质量大约是三点六和八点六太电子伏。它们衰变成更重的夸克，再衰变成喷注。他们在CMS二〇一六到二〇一八年的数据里找到证据。那轮CMS看到两个特别有趣的事件。每次都产生四个喷注，总质量非常高。可疑事件在图里，就是上面这两个点。他们说，看怎么算，显著性达到三点六到四个西格玛，还不到五个西格玛的发现门槛。但这不只是有点怪。他们说，CMS第三轮数据可能跨过发现门槛。

兰德尔-萨德鲁姆

这个分析挺有意思，他们找到的不是随便哪种额外维度，而是兰德尔-萨德鲁姆模型的证据。这时只有一个额外维度，还带宇宙学常数。兰德尔-萨德鲁姆模型里，粒子质量不是等间距的，这最符合数据。但这个分析有几个问题。

三大疑点

第一，CMS第三轮数据没再看到这种喷注。第二，重胶子衰变成重夸克的想法，和其他数据矛盾。作者承认这个问题，但基本就是说，那额外维度可能更复杂呗。第三，这批作者去年声称看到了更重的引力子，那是一种假想的、能传递引力的粒子。结果那其实是顶夸克和反顶夸克的复合粒子。可见他们连标准物理都没搞清楚。

扯淡指数评分

抱歉，按我的扯淡指数，这个我打九分，满分十分。这些事件存在又奇怪，我不怀疑，但额外维度那套，我一秒都不信。我觉得真正的情况是，粒子物理学家正在拼命寻找某个东西，数据里任何有趣的东西，好证明该建更大的对撞机。为什么不是十分呢？

观点转变

因为我可能错了。我曾经也觉得这些六维的东西不是扯淡。当时的想法是，不知道空间为什么是三维，那也许不是三维，值得查查。现在我的看法完全不同了。科学假说首先得有必要性。不能光发明数学，然后永远说，总有一天能验证。这策略显然行不通，事实上也确实没成。不过话说回来，我花好几年研究不存在的维度，结果这竟是学术求职的绝佳准备。

片尾新闻

九月，暗网市场声称在卖超过一亿五千万份驾照扫描件。没错，真有这事。FBI说，去年美国人因网络犯罪损失近二百一十亿美元。感谢观看，明天见。