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你做出了一个获得诺贝尔奖的发现，结果证明是你的，但没有人在乎。 这是2024年发生在两位物理学家米哈伊尔·沙波什尼科夫和克里斯托夫·维特里奇身上的故事，他们计算了希格斯玻色子的质量。
希格斯玻色子是物理学家在粒子物理学标准模型中收集的25个基本粒子之一，是2024年在大型强子对撞机上发现的最后一个粒子，并于2024年获得诺贝尔物理学奖。
虽然大多数物理学家对希格斯玻色子的存在非常有信心，但他们不知道希格斯粒子的质量是多少，但他们确实有一些线索。 首先，他们已经在美国费米实验室的Tevatron对撞机上寻找希格玻色子。 这个对撞机没有看到希格斯玻色子，这使得物理学家可以对其质量设定一个下限，大约是115 geV。
因此，粒子物理学家知道希格斯玻色子的质量需要高于115 GEV，否则费米实验室就会看到它。 他们也知道，最迟在1000 gev左右肯定会看到它，因为如果只使用没有希格斯玻色子的标准模型，那么理论就会在某个地方崩溃。 这就是为什么大型强子对撞机如此有价值，物理学家知道，如果不是希格斯玻色子，那里会发生一些新的事情。
他们还有另一个上限，大约 180 gev，称为平凡边界。 他们的论点是，如果希格斯玻色子的质量大于这个极限，它就不能为其他粒子创造质量。 因此，我们现在的下限质量为 115 gev，上限质量为 180 gev。 但除此之外，他们仍然不知道希格斯玻色子现在的质量应该是多少。
就在那时，两位物理学家说，无论希格斯玻色子的质量如何，它仍然必须让引力成为量子理论。 自然界的所有其他基本力都具有量子特性，但引力是一件奇怪的事情，因为据我们所知，目前它是非量子的。 大多数物理学家认为引力也应该具有量子性质，只是我们还没有找到正确的理论。 这个理论被称为量子引力理论，我们需要它来弄清楚大**和黑洞奇点发生了什么。
物理学家试图将引力转化为量子引力，就像他们将电动力学转化为量子电动力学一样，理查德·费曼等人在20世纪60年代就已经做过量子电动力学，但是当他们使用同样的技术将引力外推到高能时，结果是无穷大。 这样获得的引力声效应被认为是失败的，因此被放弃了。
但在2024年，史蒂文·温伯格（Steven Weinberg）说，这种对更高能量的近似是错误的，必须使用更复杂的方法进行外推，无穷大不会有问题。 然后，如果计算正确，则引力被安全地量化。 这个想法被称为渐近安全引力，你可能从未听说过它，因为每个人，包括温伯格本人，都认为这是一个令人失望的解决方案。 因此，温伯格在2024年出版后，没有人深入思考。 直到 1990 年代初，克里斯托夫·韦特里希和马丁·路透才解决了**中的大部分数学问题。
回到希格斯玻色子的质量，因为它的质量改变了量子引力中更高能量的外推方式。 如果我们使用维特里奇和路透开发的数学，就会发现，如果希格斯玻色子的质量过大或过小，那么引力就不再安全，理论再次崩溃。 因此，我在开头提到的两位物理学家计算了量子引力工作的窗口，并得出了希格斯玻色子质量126 22 gev，而实验测量值为 12535±0.15 gev。
这是一个非常困难的计算，取决于所有其他粒子的质量，每个粒子都有自己的不确定性。 如果今天重做这个计算，我认为不确定性会小得多。 所以他们正确地**了希格斯玻色子的质量，这意味着量子引力可能不是一个如此神秘的问题，它可能真的只是如何正确地进行外推的问题。 然而，他们的计算并没有引起太多关注，因为在同一质量范围内有近100篇文章。