弯曲的旅行 · 第五十七节
《弯曲的旅行》第五十七节
本节讨论如何检验额外维度假说。若存在卷曲的额外维度,引力在小于其尺寸的距离上会偏离牛顿平方反比定律。
本节讨论如何检验额外维度假说。若存在卷曲的额外维度,引力在小于其尺寸的距离上会偏离牛顿平方反比定律。为此,阿德尔伯格与赫克尔在华盛顿大学设计了厄缶-沃什实验:用上下两个相互吸引的碟片和悬挂的圆环检测引力异常。结果未发现偏离,证实牛顿定律在1/10毫米内仍适用,从而排除了ADD提出的大于该尺寸的额外维度。此外,超新星冷却等天体物理观测也要求额外维度小于约1/100毫米。
由于对小距离的检验已趋极限,探索更多额外维度需转向高能对撞机。ADD模型预言存在大量极轻的引力子KK伙伴粒子,其相互作用虽如引力般微弱,但因数量极其庞大,在LHC约TeV的能标下总有机会大量生成。这类事件的特征是能量流失:对撞产生一个可见的喷射流(如胶子)和一个不可见的KK粒子带走能量,实验者可通过分析喷射流能量缺失来推断KK粒子的存在。此外,若高维引力在TeV能标上变强,LHC还可能生成微小的高维黑洞,它们会通过霍金辐射瞬间蒸发,但在探测器中留下大量粒子向各方向喷射的独特信号。