搞過粒子對(duì)撞實(shí)驗(yàn)的同學(xué)應(yīng)該都知道。
在你第一天進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候,你的導(dǎo)師必然會(huì)告訴你這樣一句話:
“在粒子物理的領(lǐng)域中,單獨(dú)一份事例報(bào)告是沒有參考價(jià)值的。”
實(shí)話實(shí)說。
這句話確實(shí)適用于大多數(shù)場合,一份孤例在很多時(shí)候沒有任何意義。
不過在少數(shù)情境下,它卻也未必準(zhǔn)確。
最有代表性的就是小林誠他們的撞擊實(shí)驗(yàn),啥都是0,曲線平到了不能再平。
即便只有一份事例統(tǒng)計(jì),也足以說明很多問題。
又例如......
此時(shí)此刻,擺在徐云他們面前的、這份編號(hào)為234491835的事例表。
這份事例表上的凸起極其驚人,已經(jīng)和讀者老爺們?cè)缟蠋浶褧r(shí)的小雨傘有的一拼了,眼瞅著奔著20厘米去了。
別說業(yè)內(nèi)人士。
即便是陳姍姍以及場外觀看直播的觀眾,都能看出這個(gè)信號(hào)絕對(duì)不是什么漲落的偶然。
換而言之.....
科院組計(jì)算出來的量級(jí)中,確實(shí)存在著一顆未知的粒子。
不過作為ac米蘭資深球迷的潘院士很清楚一個(gè)道理。
那就是在真正的實(shí)錘落下來之前,無論如何都要忍著不能開香檳。
畢竟遠(yuǎn)的不說,就說近的吧:
鈴木厚人他們計(jì)算出來的11.4514gev的粒子都能翻車呢。
于是潘院士平復(fù)了一番心緒,強(qiáng)迫自己平靜下來,對(duì)著有些興奮的卡洛·魯比亞說道:
“魯比亞先生,請(qǐng)您冷靜點(diǎn),現(xiàn)在我們要做的還是先收集匯總事例,完整的把粒子的相關(guān)屬性匯總并且確定粒子的真正屬性,千萬......
“不能再讓750gev的舊事發(fā)生了?!?br/>
750gev。
潘院士的后半句話猶如一冊(cè)博人傳砸到了卡洛·魯比亞的心頭,令他渾身上下頓時(shí)一個(gè)激靈。
原先冒出的那股興奮勁兒,也隨之消下去了大半。
理論物理學(xué)家皆在咒罵當(dāng)初的那番操作,但當(dāng)時(shí)的其實(shí)是真以為自己發(fā)現(xiàn)了一顆新粒子,內(nèi)部據(jù)說連粒子的名字都想好了。
結(jié)果誰知道如此穩(wěn)的一顆粒子居然翻了車,以至于被罵到了現(xiàn)在都還沒被原諒。
所以聽潘院士這么一說,卡洛·魯比亞也立刻冷靜了下來。
接著他思索片刻,掏出手機(jī),撥通了一個(gè)號(hào)碼。
片刻過后。
電話接通。
“hello,魯比亞先生?!?br/>
卡洛·魯比亞把電話往外挪了點(diǎn)兒,同時(shí)按下了免提鍵:
“波普,現(xiàn)在匯總的事例有多少份了?”
電話對(duì)頭傳來了少許鍵盤的敲擊聲:
“雜亂事例——包括無意義事例一共23億三千多份?!?br/>
卡洛·魯比亞點(diǎn)了點(diǎn)頭。
自己助理匯報(bào)的這個(gè)事例數(shù)聽起來很恐怖,但實(shí)際上卻很正常。
就像兩輛高速行駛的車子因?yàn)橐馔庾驳搅艘黄?,如果連幾毫米的碎片都要統(tǒng)計(jì)的話,那么數(shù)量級(jí)也能有個(gè)成百上千份,甚至更多。
這些事例字如其意,很多都是無意義無價(jià)值的碎片。
隨后卡洛·魯比亞頓了頓,繼續(xù)說道:
“優(yōu)化后的事例有多少?”
“879萬份?!?br/>
“與234491835有相同起伏信號(hào)的呢?”
“大事例219起,信號(hào)鼓包548個(gè)?!?br/>
卡洛·魯比亞呼吸驟然加快了幾分。
與無意義事例不同。
所謂的大事例指的不是對(duì)撞后各種小粒子的濺射事例,而是兩顆鉛離子對(duì)撞的初始事件。
用上頭撞車的例子來說,就是兩輛車子相撞的這件事。
一般情況下。
在一次大型對(duì)撞過程中,發(fā)射出的對(duì)撞粒子總數(shù)大概在10的14次方級(jí)左右。
其中‘大事例’...也就是發(fā)生對(duì)撞的‘車禍’總數(shù),大概在200萬次到500萬次之間——當(dāng)然,這個(gè)數(shù)字具體因項(xiàng)目而異,只能說這是一個(gè)比較常見的區(qū)間。
而這種量級(jí)的大事例中,可以證明某顆粒子存在的異常大事例數(shù)一般是.....
40起左右。
也就是200萬次的對(duì)撞中,能有40份大事例出現(xiàn)了起伏信號(hào),基本上就可以判斷這顆粒子存在了。
順帶一提。
當(dāng)初證明所謂750gev粒子的大事例數(shù)量是......
兩份。
隨后卡洛·魯比亞看了眼身邊的潘院士,二人極有默契的同時(shí)點(diǎn)了點(diǎn)頭。
只聽卡洛·魯比亞又對(duì)電話說道:
“波普,請(qǐng)你們立刻把那219起大事例傳輸?shù)街锌圃旱男畔⒑笈_(tái),速度盡量快點(diǎn)!”
“明白了,魯比亞先生!”
掛斷電話后。
卡洛·魯比亞將手機(jī)塞回口袋,摘下眼睛,語重心長的對(duì)潘院士道:
“潘,接下來的事情就交給你們了?!?br/>
潘院士朝他點(diǎn)點(diǎn)頭,極其干練的再次一拉耳返,下令道:
“小陳,你們準(zhǔn)備一下,盡快把的信息封包錄入到后臺(tái)!”
“明白!”
說完這些話。
潘院士便和侯星遠(yuǎn)以及卡洛·魯比亞回到了第一排的位置上。
他先是撇了撇在一旁喘氣的鈴木厚人,又和楊老以及面露期待的威騰打了個(gè)招呼。
接著便安心等待了起來。
又過了片刻。
潘院士的耳返中傳來了一道回復(fù):
“潘院士,信息已經(jīng)全部錄入完畢了!”
潘院士額哼了一聲,走到徐云身后,把徐云作為工具人擋住了眾人的視線,低聲問道:
“怎么樣,報(bào)告驗(yàn)證過了嗎?”
“有,我們用超算‘曙光’緊急做了一次分析,雖然具體屬性還需要后續(xù)分析,但可以肯定這是一顆新粒子,而非那般的統(tǒng)計(jì)漲落?!?br/>
潘院士聞言,頓時(shí)心中一定。
有最后那句話就夠了。
隨后他和耳返對(duì)面道了聲謝,用力拍了幾下徐云的肩膀,大步走向了.....
發(fā)言臺(tái)。
見此情形。
現(xiàn)場原本就有些凝重的氛圍,再次一肅。
緊張...
期待...
欣喜...
厭惡...
木然...
種種目光同時(shí)匯聚到了潘院士身上。
來到發(fā)言臺(tái)后。
潘院士先是校正了一番話筒,四下環(huán)顧了一圈,方才緩慢而又清晰的開口道:
“各位現(xiàn)場的同行、媒體來賓,以及各位外界的觀眾朋友,大家......久等了?!?br/>
“就在不久之前,科院后臺(tái)已經(jīng)從方面得到了第一手、總計(jì)219起的大事例報(bào)告。”
“當(dāng)然了,首先要強(qiáng)調(diào)的是,我們并不知道這219起大事例到底能不能證明那顆粒子存在。”
“也許有,也許沒有,無人能夠知曉真相?!?br/>
聽聞此言。
臺(tái)下的徐云忍不住掃了眼一臉‘我們真的啥都不知道’的潘院士:
“......”
不愧是我兔.....
接著潘院士頓了頓,繼續(xù)說道:
“接下來我們的后臺(tái)人員會(huì)將這219起大事例報(bào)告同步至各位面前的數(shù)據(jù)終端上,由各位專業(yè)人士進(jìn)行報(bào)告分析判定。”
“同時(shí)主專業(yè)是粒子物理的參會(huì)者,將會(huì)額外得到一個(gè)投票資格?!?br/>
“也就是如果您認(rèn)為這些報(bào)告足以證明粒子存在,便請(qǐng)投‘是’,相反則為否——當(dāng)然,也可以選擇棄權(quán)。”
“至于非粒子物理專業(yè)的參會(huì)者則不享有投票資格,但依舊可以隨意查閱分析事例報(bào)告?!?br/>
潘院士此言一出。
臺(tái)下只是稍微寂靜了幾秒鐘,便響起了一陣低沉的討論聲。
不少原本有些疲憊的學(xué)者連忙坐直了身子,還有人飛快的翻起了自己的公文包,想要找出紙和筆。
潘院士的這句話,可謂直直的戳到了他們的心坎上。
畢竟作為業(yè)內(nèi)的頂尖大老,一個(gè)個(gè)在臺(tái)下看了這么久的戲,你說他們手不癢癢那是不可能的。
但問題是之前計(jì)算粒子費(fèi)米面數(shù)據(jù)的過程難度很高,即便是希格斯等人都需要助手幫忙。
坐席上的這些大老雖然心動(dòng),但卻真的無能為力。
可眼下不一樣。
面對(duì)已經(jīng)生成出來的數(shù)據(jù),他們不需要進(jìn)行多大量級(jí)的計(jì)算,考驗(yàn)的是長久以來對(duì)數(shù)據(jù)的解析能力。
這可是屬于他們的強(qiáng)項(xiàng),就和騎自行車似的,一輩子可能都忘不了。
當(dāng)然了。
有人躍躍欲試,自然也有人對(duì)科院的做法感覺有些不滿。
“憑什么呀?”
第十排的座位上。
克里斯汀正雙手叉腰,憤憤然的看著臺(tái)上的潘院士:
“為什么非得是搞粒子物理的才有投票權(quán)?這是在歧視宇宙學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理嗎?!”
她身邊的陸朝陽聞言笑了笑,解釋道:
“克里斯汀女士,畢竟這個(gè)投票關(guān)乎重大,統(tǒng)計(jì)物理在這種場合與粒子物理還是有所區(qū)別的。”
“雖然你對(duì)粒子物理的造詣同樣很深,但并不是所有人都和你一樣嘛.....”
陸朝陽的這番話倒不全是恭維。
在之前粒子計(jì)算的過程中他就發(fā)現(xiàn)了,這姑娘確實(shí)是個(gè)全才,在粒子物理方面的鉆研也很深。
不過眼下這個(gè)場合顯然不合適為克里斯汀單獨(dú)開綠燈,因此只能小小委屈一下這個(gè)大孝女了。
克里斯汀作為一名哈佛大學(xué)的助理研究員,自然也不難理解這個(gè)道理,所以她也只是簡單的抱怨了一下而已:
“算了算了,希望以后能有機(jī)會(huì)吧,話說你們科院的文件怎么傳的這么慢....唔?來了!”
話音剛落。
克里斯汀與陸朝陽面前原本觀看直播的數(shù)據(jù)終端上,瞬間出現(xiàn)了一個(gè)文件圖標(biāo)。
克里斯汀見狀迫不及待的坐回了位置上,飛快的點(diǎn)開了文件。
雖然對(duì)于一個(gè)科研汪來說,平日里接觸紙質(zhì)報(bào)告的機(jī)會(huì)要更多點(diǎn)兒。
但這年頭電腦設(shè)備的普及度很高,很多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也都是在電腦上直接查閱的,因此眼下的數(shù)據(jù)終端倒也不難適應(yīng)。
接著很快。
克里斯汀便戴上了降噪耳罩,開始查看起了相關(guān)數(shù)據(jù)。
【粒子檢測報(bào)告】這個(gè)字眼在2023年可能有些爛大街了,基本上掛著個(gè)黑科技文的里都能見到這玩意兒。
但這種報(bào)告的內(nèi)容到底有什么又該怎么看,知道的人恐怕就真沒幾個(gè)了。
比如很簡單的一個(gè)問題。
目前所有的微粒肉眼都不可見,軌跡只能通過云室事后模擬,那么物理學(xué)家是怎么知道他們捕捉了什么粒子呢?
是圖像?
或者什么探針檢驗(yàn)?
no。
答桉是是報(bào)告的數(shù)值。
比如最簡單的數(shù)值就是粒子的內(nèi)稟屬性:
質(zhì)量,電荷,自旋。
在以上三者的基礎(chǔ)上,報(bào)告還會(huì)加上一個(gè)特殊欄目:
cp性質(zhì)。
另外通過相互作用可以細(xì)化出產(chǎn)生道的截面,衰變道的分支比等數(shù)據(jù)。
以2012年發(fā)現(xiàn)的希格斯粒子為例。
標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言的希格斯粒子是一個(gè)中性、自旋為0、cp為++的粒子。
其與w、z粒子及有質(zhì)量的費(fèi)米子均有直接相互作用,相互作用強(qiáng)度正比于該粒子的質(zhì)量。
而在當(dāng)初的報(bào)告中可以看到。
他們是從雙光子末態(tài)找到希格斯粒子的,就是說新粒子可以衰變?yōu)閮蓚€(gè)光子。
上過初中物理的同學(xué)應(yīng)該都知道一個(gè)知識(shí):
光子不帶電。
因此從電荷守恒可以知道,該粒子也不帶電。
此外。
由于末態(tài)是兩個(gè)玻色子,也可以知道新粒子必定是個(gè)玻色子。
再然后根據(jù)朗道-楊定理的結(jié)論可知,自旋為1的粒子不能衰變到兩個(gè)光子。
因此新粒子的自旋只可能是0,2,3……。
接下來又測量了新粒子衰變到ww、zz的截面及角分布并做了擬合,發(fā)現(xiàn)一切都與【自旋為0的cp++粒子】符合得很好。
最后測量了新粒子到bb、mumu、tautau的末態(tài)以及新粒子與tt的聯(lián)合產(chǎn)生,發(fā)現(xiàn)也與標(biāo)準(zhǔn)模型的假定符合得很好。
因此就可以得出結(jié)論:
這個(gè)新粒子就是希格斯粒子。
這就是判定一顆粒子能和哪個(gè)模型對(duì)標(biāo)的真正依據(jù)。
沒用的知識(shí)又增加了.jpg。
所以此時(shí)這些專家比的就是對(duì)粒子模型的認(rèn)知度,而非計(jì)算能力之類的其他能力。
“自旋1/2....這與之前威騰教授他們計(jì)算出來的數(shù)值是相同的,滿足泡利不相容原理,屬于標(biāo)準(zhǔn)的能量局域化的場構(gòu)型.....”
“l(fā)l3過程截面最大,符合四階費(fèi)曼圖震蕩......”
“呱唧呱唧......”
結(jié)果看著看著。
陸朝陽忽然眉頭一皺。
他的目光停留在了一份編號(hào)43967777的報(bào)告上,眼中露出了一絲疑惑。
】
這是一張大事例的波段信號(hào)數(shù)據(jù)標(biāo),記錄了一個(gè)tautau+gamma末態(tài)的細(xì)小鼓包。
類似的鼓包在整個(gè)報(bào)告中數(shù)量足足有數(shù)百個(gè)——就像之前說的那樣,難得做一次這么高量級(jí)的實(shí)驗(yàn),肯定要收集多種數(shù)據(jù)才行。
但眼下的這份鼓包......
卻有點(diǎn)奇怪。
眾所周知。
在量子理論中,希爾伯特空間可分解成玻色態(tài)和費(fèi)米態(tài)子空間的直和:
h=h++h?。
如果定義費(fèi)米子宇稱算符是(?1)f,f是費(fèi)米子數(shù)目,這就是它的不變子空間分解。
本征值+1對(duì)應(yīng)玻色態(tài),本征值?1對(duì)應(yīng)費(fèi)米態(tài)。
冥王星粒子的自旋是1/2,也就是說它屬于費(fèi)米子。
可眼下這份tautau+gamma末態(tài)小鼓包的本征值,卻是+1。
這就有些奇怪了.....
而就在陸朝陽皺眉思索之際。
他的耳邊忽然傳來了一聲輕咦——由于個(gè)人習(xí)慣的原因,他并沒有戴耳罩:
“咦,這份數(shù)據(jù)是怎么回事?”
陸朝陽下意識(shí)的轉(zhuǎn)過頭,發(fā)現(xiàn)克里斯汀此時(shí)正嘴里叼著筆,緊蹙著眉頭盯著面前的屏幕。
見到陸朝陽朝自己看來,這姑娘便把屏幕朝陸朝陽一轉(zhuǎn):
“嘿,陸,你來看看這個(gè)?!?br/>
陸朝陽朝她那兒探了探腦袋。
發(fā)現(xiàn)她屏幕上的報(bào)告和自己正在看的并不是同一份,而是編號(hào)2200433的文檔。
結(jié)果剛掃了兩眼,陸朝陽便也忍不住眉頭一掀:
“這是......”
與他手中那份報(bào)告的內(nèi)容截然不同。
克里斯汀手中的這份報(bào)告本征值是正常的,但它卻是標(biāo)量場的表達(dá)式!
此前提及過。
標(biāo)量場是無法描述費(fèi)米子的,描述費(fèi)米子自旋的只有旋量場。(見455章)
這就很奇怪了......
隨后陸朝陽想了想,把自己的數(shù)據(jù)終端也遞給了克里斯?。?br/>
“克里斯汀女士,不瞞你說,我這邊也發(fā)現(xiàn)了一份異常報(bào)告。”
克里斯汀抬頭與他對(duì)視了一眼,取過終端看了起來。
過了片刻。
陸朝陽的耳邊再次響起了克里斯汀的聲音,不過這一次,這個(gè)大咧咧的姑娘語氣罕見的有點(diǎn)緊張:
“陸,你還記得你之前的那個(gè)猜測嗎?”
陸朝陽頓時(shí)一愣。
幾秒種后。
他忽然想到了什么,用食指點(diǎn)了點(diǎn)桌上的算紙:
“你是說之前的那個(gè)謎語人...咳咳,那個(gè)可以在1tev區(qū)間成立的理論模型?”
克里斯汀重重點(diǎn)了點(diǎn)頭:
“沒錯(cuò),如果套用那個(gè)理論的話,這個(gè)現(xiàn)象似乎就存在可以被解釋的余地了......”
陸朝陽臉色變幻了一會(huì)兒,他再次低頭看了幾遍報(bào)告,最終皺著眉頭嘆氣一聲:
“.....似乎還不夠,能量尺度上還是差了一些,不,應(yīng)該說差了很多?!?br/>
“想要讓那個(gè)理論模型能夠解釋這個(gè)現(xiàn)象,還需要其他新證據(jù)?!?br/>
“要不然....現(xiàn)場這些大老早就表態(tài)了——你以為聰明人只有我和你一個(gè)嗎?”
克里斯汀聞言再次翻開了早先的算紙,拿起筆在上頭計(jì)算了一會(huì)兒,方才幽幽說道:
“的確,差了最少兩個(gè)數(shù)量級(jí)。”
正如陸朝陽所說。
發(fā)現(xiàn)這類異常的學(xué)者并不在少數(shù),畢竟現(xiàn)場攏共有上千號(hào)人呢,其中諾獎(jiǎng)得主都有小二十位。
或許一時(shí)半會(huì)兒沒人能夠完全想通數(shù)據(jù)異常的前因后果,但發(fā)現(xiàn)異常并且想到思路的卻絕非一人兩人。
當(dāng)然了。
還有有些學(xué)者則考慮的沒那么深。
在確定數(shù)據(jù)正常后,很快便有人按下了代表粒子存在的投票按鈕。
第一排處。
看著屏幕上顯示的14票確認(rèn)0票反對(duì)的進(jìn)度條,潘院士的表情依舊顯得很澹定。
畢竟這種場合下,指鹿為馬拒不承認(rèn)的做法沒有任何意義,反倒會(huì)讓自己的風(fēng)評(píng)受到影響。
此時(shí)此刻。
潘院士和威騰等人真正在意的,同樣是少數(shù)幾份報(bào)告中展現(xiàn)的問題。
畢竟證明一種粒子是否存在的流程很復(fù)雜,不是說確定它被捕捉到就完事兒的了。
粒子的自旋、cp性質(zhì)、屬于那種粒子,構(gòu)成態(tài)是什么.....這些都要進(jìn)行探究。
“奇怪了.....”
威騰左手環(huán)在胸前,右手大拇指抵著下巴,皺眉道:
“我們已經(jīng)收到了39份異常數(shù)據(jù),雖然對(duì)粒子存在這個(gè)結(jié)論沒有任何影響,但這個(gè)異常情況卻不能忽略?!?br/>
“這到底是什么情況呢......”
在他身邊,潘院士、周紹平以及楊老,此時(shí)的表情也同樣有些疑惑。
由于信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸?shù)木壒剩缦瓤圃旱某愫笈_(tái)只能優(yōu)先驗(yàn)證粒子存在與否這個(gè)大問題,至于鼓包類的小異??隙ㄊ菦]法面面俱到的。
所以即便是潘院士和侯星遠(yuǎn)...或者說就連的負(fù)責(zé)人卡洛·魯比亞,他們事先也都不清楚這么個(gè)情況。
過了片刻。
胡特夫特眼神微動(dòng),慢慢舉起了手,說道:
“各位,我有個(gè)想法,這顆粒子會(huì)不會(huì)是類似x17粒子那種情況呢?——我是說模型而非事例哈?!?br/>
威騰頓時(shí)一愣:
“x17粒子?”
x17粒子。
這是一個(gè)很具話題性的微粒。
這是幾年前匈牙利科學(xué)院的atomki項(xiàng)目組公布的一個(gè)事例。
當(dāng)時(shí)他們宣稱在氦原子躍遷和鈹-8衰變的過程中發(fā)現(xiàn)的新粒子,其性質(zhì)接近一類預(yù)言中的玻色子。
眾所周知。
新的玻色子代表新的相互作用,所以當(dāng)時(shí)很多文章就大肆渲染人類疑似發(fā)現(xiàn)了第五種力。
但實(shí)際上呢。
在后續(xù)多方的驗(yàn)證中,沒有一個(gè)機(jī)構(gòu)復(fù)現(xiàn)了這個(gè)現(xiàn)象。
同時(shí)atomki項(xiàng)目組在此前也曾經(jīng)公布過多次駭人聽聞的‘重大發(fā)現(xiàn)’。
比如他們?cè)?001年就宣稱發(fā)現(xiàn)了9ev的新粒子,在2005年宣稱發(fā)現(xiàn)新粒子引起的多個(gè)粒子的異常舉動(dòng)、在2008年宣稱發(fā)現(xiàn)12ev兆電子伏特的新粒子等等.....
但以上這些發(fā)現(xiàn)至今都未被第二次復(fù)現(xiàn)過。
所以atomki項(xiàng)目組在業(yè)內(nèi),也被戲稱為網(wǎng)紅項(xiàng)目組。
但另一方面。
雖然x17粒子這個(gè)事例大概率為假,但它的模型還是比較有參考性的。
它的表現(xiàn)形是電子偶素的激發(fā)態(tài),質(zhì)量介于電子偶素的基態(tài)和π0介子之間。
理論上電子偶素的電子動(dòng)量達(dá)到了某個(gè)突變態(tài),確實(shí)可能引起某些異常數(shù)據(jù)。
不過很快。
現(xiàn)場對(duì)粒子模型研究最深的希格斯便搖了搖頭:
“不太可能,杰拉德,如果是x17粒子的類似原理,那么它必然要先衰變產(chǎn)生正電子-電子對(duì)?!?br/>
“而正電子若是生成,那么必然在1.022mev這個(gè)區(qū)間可以看到部分跡象,但很遺憾......”
說著希格斯便指了指報(bào)告的某個(gè)空白處:
“這里并沒有正電子生成的信號(hào)?!?br/>
特胡夫特湊上前看了一會(huì)兒,默然的點(diǎn)了點(diǎn)頭。
希格斯說的是對(duì)的。
也就是說......
x17粒子的模型,并不適用于現(xiàn)在這個(gè)情景。
那么這個(gè)異常又是什么情況呢?
就在現(xiàn)場氣氛有些低沉之際。
希格斯的耳邊忽然響起了一道聲音:
“啊咧咧.....好奇怪哦?!?br/>
........
注:
醫(yī)生那邊叫我住院,難頂,其實(shí)感覺人還好來著.....