天文在线为何相对于其他力万有引力这么小—理论物理史中悬而未决的难题( 二 )

有四种可行的方法来解决级列问题。好消息是，如果这些解决方案中的任何一个是大自然选择的，大型强子对撞机就可以找到它！（如果没有，则需要继续搜索新的解决办法）

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图片来源:CMS合作， “希格斯玻色子双光子衰变的观测及其性质的测量” ， (2014) 。
除了三年前宣布发现的单个希格斯玻色子外，大型强子对撞机没有再发现新的基本粒子。 (不仅如此，也没有令人信服的新候选粒子出现。 )此外，发现的粒子与标准模型希格斯粒子完全一致;没有显著的统计结果有力地表明，在标准模型之外还观察到了任何新的模型。对一个合成的希格斯粒子来说不是，对多个希格斯粒子来说不是，对非标准模型式的衰变来说不是，对任何这类的东西都不是。
但我们开始尝试以更高的能量观测，从只有一半的能量到13/14 电压，试图找出更多的能量。考虑到这一点，我们准备探索的层次结构问题有哪些可能的、合理的解决方案

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图片来源：汉堡的黛西。
1) 。超对称性，简称SUSY 。超对称性是一种特殊的对称性，它会导致任何粒子的正常质量——这些粒子的质量足够大足够大，以至于重力的强度与其他力相当——被抵消，且能达到很高的精度。对称性还意味着，标准模型中的每个粒子都有一个超粒子伙伴，并且(未显示)有5个希格斯粒子(为什么会有5个希格斯粒子)和5个希格斯超级伙伴。如果这种对称性存在，那么它一定是被打破了。否则超伴星的质量就会和正常粒子的质量完全一样，我们早就发现它们了。
如果SUSY要以适当的规模存在以解决等级问题， LHC一旦达到14 TeV的全部能量，我们就应该至少找到一个超级伴侣，以及至少第二个希格斯粒子。否则，超级合作伙伴的存在将会产生另一个令人困惑的等级问题，一个没有好的解决方案的问题。 (对于那些想知道的人来说， SUSY粒子在所有能量下的缺失将足以使弦理论失效，因为超对称性是包含粒子标准模型的弦理论的一个必要条件。 )
这是第一个可能解决层级问题的方法，目前还没有证据支持它。

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图片来源:J.R. 安徒生等人(2011) ，关于LHC发现彩色颗粒的第一份黑色报告。
2.）技彩力， Technicolor 。这不是20世纪50年代的卡通;技彩力是一个术语，指那些需要新的规范相互作用的物理学理论，以及那些既没有希格斯粒子，也没有不稳定/不可观测(即不存在希格斯粒子)希格斯粒子的理论。如果技彩力是正确的，它还需要大量有趣的可观测粒子。虽然这在原则上可能是一个合理的解决方案，但这一发现的希格斯介子在合适的能量下似乎是一个基本的、自旋为0的标量，似乎使这个层次结构问题的可能解决方案无效。唯一的解决办法是，如果希格斯玻色子被证明不是一个基本粒子，而是一个由其他更基本的粒子组成的复合粒子。大型强子对撞机(LHC)即将以13/14 TeV的增强型能量进行全面运行，这应该足以让我们一探究竟。
还有另外两种可能性，其中一种更有希望，这两种都涉及到额外维度。

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图片来源:Flip Tanedo 。
3.）扭曲的额外维度。这个理论由前面提到的丽莎·蓝道尔和拉曼·桑卓姆提出，他们认为与在三维宇宙不同，在另一个维度引力和其他力一样强大。在一个与三维宇宙不同的维度中，它与我们自己的宇宙在第四维度的距离只有10^(31)米。 (或者，如上图所示，在第五维度中，一旦包含了时间。 )这很有趣，因为它是稳定的且可以提供一个比较合理的解释，解释为什么我们的宇宙在一开始膨胀得如此之快(扭曲的时空可以做到这一点) ，所以它比较令人信服。