SME理論，又稱為標準模型擴展（SME）的理論，科學家為此假設宇宙中充滿著迄今未知的力場，這些力場會將“優先選取”的方向強加給空間，從而使洛倫茲對稱遭到破壞。結果便形成了一種被科斯特萊茨基稱為標準模型擴展（SME）的理論。
基本介紹
- 中文名：SME理論
- 別名：標準模型擴展理論
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摘要
SME理論，又稱為標準模型擴展理論，科學家假設宇宙中充滿著迄今未知的力場，這些力場會將“優先選取”的方向強加給空間，從而使洛倫茲對稱遭到破壞。SME理論將所有已知的力和粒子納入考察範圍，同時還兼顧到它們如何與新力場發生的相互作用，由此揭示了各種各樣迄今被置若罔聞，實則有望為觀察洛倫茲對稱侵犯提供機遇的現象。
墜落現象
大家都聽說過牛頓和蘋果的故事。1666年的秋季，牛頓看見一個蘋果墜落到地面上，不禁思緒萬千，促使他提出一連串的問題：“那個蘋果為什麼總是垂直下墜？為什麼不會向旁邊飄落或者朝上升騰，而是始終對著地球的中心呢？”
但美國印第安納大學的物理學家艾倫·科斯特萊茨基卻認為它們是重要的。他和他的研究生傑伊·塔松發現：諸如此類公然違背我們最佳引力理論的現象，可能已輕易地迴避了長達數世紀的探究。
1989年科斯特萊茨基潛心研究20年的成果，他開始思索我們對宇宙運行的最佳理解究竟出了什麼“故障”；這種理解是由兩種偉大理論所提供的。第一種便是廣義相對論，也就是愛因斯坦闡釋引力如何運行的理論。另一種則是粒子物理學的標準模型，亦即從量子角度來描述我們周圍的物質和引力以外的所有力。從目前來看，相對論和標準模型都是不夠完善的。遇到引力異常強大的場合，例如在描述宇宙大爆炸或黑洞中心的時候，廣義相對論就會失靈。而標準模型為了解釋宇宙基本粒子的質量，又不得不極盡牽強附會之能事。此外，這兩種理論還是互不兼容的，對於時間等概念持有截然不同的看法。這就使兩者根本不可能融合為單一的“萬物至理”。
標準模型
科斯特萊茨基並沒有寄希望於特定的萬物至理。相反，他採取了一種不預設答案、隨時容許修正的態度，希望藉此讓我們了解到哪裡去尋找洛倫茲對稱遭破壞的現象，對未來的理論有所啟迪。他和他的同事運用廣義相對論和標準模型作為起點，然後提出了種種破壞對稱的方式。他們為此假設：宇宙中充滿著迄今未知的力場，這些力場會將“優先選取”的方向強加給空間，從而使對稱遭到破壞。結果，便形成了一種被科斯特萊茨基稱為標準模型擴展（SME）的理論。
SME理論將所有已知的力和粒子納入考察範圍，同時還兼顧到它們如何與新力場發生的相互作用，由此揭示了各種各樣迄今被置若罔聞，實則有望為觀察洛倫茲對稱侵犯提供機遇的現象。當前實驗人員正在按名單所列進行探索。科斯特萊茨基說。到目前為止，他們都以失敗而告終。研究人員考察的內容包括：時鐘在空間的某個定向是否走得更快一些，或者因材料內部的電子自轉而形成的磁場是否會隨著電子自轉軸的定向而發生變化。
實驗結果
因此科斯特萊茨基和塔松建議對牛頓修正版的萬有引力定律進行一番測試。目的是看一看它在不同的時間和不同的地點，被套用於光子、中子和電子等粒子程度各異的組合時是否會固守不變。迄今為止已經探測的，只是這個新的可能效應範圍中極小的一部分。為了進行實驗起見，他們還得保護自身平衡不受電磁場和源自附近實驗室的震動的影響，同時補償地下水位在一年的不同時節上升和下降時發生變化的引力。然而他們最終還是發現：至少鈹和鈦同引力的耦合沒有什麼兩樣——差異僅為1000億分之一。
嘗試破解
科斯特萊茨基正在規劃其他可望揭示SME所假設的力場的實驗，其中涉及超導體引力感測器、探測到月球距離的雷射器、原子干涉儀以及未來基於衛星的引力實驗；所有這一切會有助於發現惱人的對稱是在哪裡銷聲匿跡，躲躲閃閃的宇宙終極理論又是在哪裡嶄露頭角的。不錯，那就是未來的希望所在。雖然沃爾沃思同意此類實驗是重要的，但他還是無法確信它們將會揭示任何對稱侵犯的現象。無論從哪方面來看，都不能肯定它是存在的，或者說我們人類真的會有能力去發現它們。
