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学霸的黑科技系统-第章

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  “我说了,现在在测试轨道的状况,并不是正式实验。至于为什么开的这么大,你得体谅下CERN对得到这个新玩具的喜爱。如果不是这次实验的预算有限,他们甚至准备给你们这些同行们展示一下10TeV能区以上的对撞。”
  说白了,就是炫耀。
  而且还是赤果果的那种炫耀。
  想象一下,全世界的理论物理学家和高能物理实验室,都把目光聚焦在这里。不趁着这个机会炫耀一把,岂不是白瞎了扩建轨道花掉的几十个亿?
  不让对撞机转里面的粒子团簇轰一下,怎么让别人知道自己的机器有多牛逼?
  不过CERN也确实有炫耀的资本,据说在极限情况下,扩建后的强子对撞机甚至能做到14TeV的对撞实验。也就是说,每一个运行在轨道中的粒子,将携带7TeV的能量。
  这个能量有多恐怖呢?
  很多情况下这个能量单位(根据质能换算公式)也被用来形容粒子的质量,比如1个氢原子的质量大概1GeV,而12年发现的Higgs粒子是125GeV。
  横向对比同行的话,上京正负电子对撞机的极限大概在5GeV这个数字上,距离TeV这个能量单位差了整整一个数量级。
  想要追上这个能量单位的话,只能期待秦岛的CEPC完工,不过那也是十年后的事情了。
  “……我的意思不是实验的能区段奇怪,”陆舟的手指几乎要戳到了电脑屏幕上,“你们都没注意到吗?750GeV附近这里,这里有个异常的撞击现象。”
  “这不叫撞击现象,这只是一个单独的双光子信号,不过为什么会出现在750GeV能区确实有点奇怪。”格雷尔教授摸着下巴,“但奇怪归奇怪,出现这种情况也不算罕见,我们总能在ATLAS探测器上观测到一些特殊的信号,但反应在统计图像上的数据可能只是一个‘杂音’而已。”
  “这种情况很常见吗?”盯着屏幕中那个异常点,陆舟还是忍不住问道。
  “挺常见的,”严师兄点了点头,“质子束流碰撞产生的所有信号,我们了解的还不到1%。所以我们通常是推测结论,然后再通过实验求证,你要是经常待在这里就会习惯了。”
  高能物理本身就是一个很玄学的东西。
  由于原子级别以下的存在,是不可被“直接观察”的,所以为了确定一个粒子真实存在,就会涉及到一个很重要的指标——置信度。
  这是一个统计学上的概念。
  在高能物理实验中,3倍标准偏差以下称为“迹象”,3倍以上称为“证据”,5倍以上才能称为“发现”。虽然新闻中经常会出现“突破性进展”、“重大发现”之类的字眼,但其实大多数情况都只是“迹象”。
  基于这种公认的理论,当置信度达到3sigma,才能勉强被算作是“迹象”。
  一个临时出现的特征峰并不能说明什么。
  只要通过不断地重复实验,并且在不同的探测器、不同的对撞机上多次观测到某个粒子,使这个粒子在多个探测器上的置信度都达到5sigma以上时,这个粒子才能被确认为“发现”。
  听到严师兄这么说了,陆舟也就没再说什么。
  很快,实验继续进行。
  一连串的绿点在图像上密密麻麻的铺开,大多数点都集中在125GeV这个分界线以下的区域。
  不过陆舟心中对于750GeV出现的那个点还是有些放不下,注意力还是被牵制在那一段能区上面。
  然后就在这时,忽然又一个点跳在了750GeV能区这个位置上。
  就在这时,陆舟忽然心中一动,看向旁边的格雷尔教授问道:“CMS探测器上的数据呢?”
  一条轨道上有很多个探测器,其中ATLAS和CMS两个探测器是灵敏度最高的,甚至被用来寻找过暗物质。
  有一个很简单的方法检验证明他发现的异常到底是不是错觉,那就是同一个现象被两个探测器同时观察到。
  听到陆舟的问题,格雷尔教授微微愣了下,表情有些疑惑的回答道。
  “……CMS探测器收集的数据是楼上的实验室负责,你要是好奇的话,等一会儿实验结束了我可以带你去那瞧瞧,不过我现在走不开。”
  陆舟紧接着问道:“那这些试运行测得的撞击数据会记录下来吗?”
  格雷尔教授点了点头:“一般来说会存档,不过并没有多少参考价值,你需要的话我可以给你拷一份,反正也不是什么机密内容。不过我不得不提醒下你,这种未公开的实验数据,你如果想在论文中引用是不可能的。”
  站在旁边,严师兄好奇地问了句:“你到底发现了什么?”
  陆舟想了想,最终还是坚持了自己的观点,开口说:“我总感觉750GeV这一能区的数据有点问题。哪怕是从统计学的角度进行解释,将这个明显的凸起形容成随机事件,总感觉有点牵强。”
  严师兄开玩笑道:“以一个数学家的视角?”
  陆舟:“算是吧。”
  严师兄叹了口气说:“我知道你的研究方向是数学物理,但我不得不提醒你,数学虽说是研究理论物理的重要工具,但并不是所有物理现象都一定符合数学规律。从理论物理学的角度来讲,750GeV这个数字……实在是太重了,要知道希格斯粒子也才125GeV而已。也许你认为你发现了个新的粒子,但在我看来它只不过是个双光子信号,甚至可能根本就没有碰撞发生。”
  拍了拍陆舟的肩膀,严师兄继续说道,“别再纠结10GeV以后的能区了,我们这次寻找的是五夸克态粒子。如果是因为强迫症的话,你可以放心,一会儿的实验中,你肯定再也看不到750GeV的现象。”


第169章 祝你好运!
  严师兄确实没有说错,实验正式开始之后,发射的粒子束流基本上稳定在5GeV以下。而ATLAS探测器捕捉到的信号,基本上集中在了1…10GeV这一段能区之间。
  偶尔有那么一两个特例出现在10GeV能区的上限之外,但也不会偏离太远。
  在这样的情况下,自然不会产生750GeV的数据。
  但这样的结果,怎么也无法让坚信750GeV能区肯定有着什么的陆舟信服。
  实验持续了整整一天。
  大概到了凌晨十二点,几十公里外的CERN总部内,爆发了欢呼声。
  从各个探测器反馈的数据来看,眼中捕捉到的五夸克态粒子置信度已经突破5sigma,所有的证据都表明着,五夸克态粒子已经被发现!
  虽然对此所有人都早有预料,但那些推测中的东西,远远没有当这一刻真正发生更令人激动。
  一般来,说在对撞机中四分五裂的夸克,要么组成类似于K介子、π介子的“夸克…反夸克”对,要么便是组成质子和中子这类的“三夸克态”。至于单夸克态,由于夸克受到色荷的强作用力束缚,单夸克态粒子是不允许存在的。
  但是,量子色动力学并不禁止“四夸克态”和“五夸克态”这类奇异态的存在。
  而这么多年来,各大高能物理实验室便一直在各种对撞机上搜寻这些“奇异态”。
  如果这些特立独行的小家伙没被发现,那便证明我们的标准模型可能存在漏洞,而量子色动力学也可能不正确。
  但是,一旦这些奇异态被发现,对于整个理论物理学界的信心,都将是一次极大的提振!
  按照CERN的一贯尿性,几乎是实验结束的第二天,便迫不及待地向等候在日内瓦的记者们发了邀请函,召开了一场规格极高的新闻发布会。
  站在媒体记者们的面前,CERN的新闻发言人用激动的语气,宣布了这一消息。
  “……我们成功的发现了五夸克态粒子,这是标准模型的又一次伟大的胜利!我们再次确信,我们选择的这条道路是正确的!”
  不出意外的话,五夸克态粒子的发现,将成为今年物理学届最重大的研究成果,掩盖其它一切研究成果的光芒。
  在一片浪涌的掌声中,CERN的新闻发布会宣告结束,紧接着一大批媒体对这一发现,进行了铺天盖地的报道。
  不过,对于聚集在这里的物理学家们来说,真正的工作却才刚刚开始。
  为了更好的揭示五夸克态粒子的物理性质,LHCb国际合作组向各国的研究人员分配了任务,对新发现的粒子进行全谱分析。
  任务分配下来之后,卢院士这边的研究团队也投入到了对这项工作中。
  不过相比起上一次与雪城大学“联合检验”B1分区的数据来说,这一次的任务,在时间安排上的倒是没那么紧张,甚至可以说相当宽松。
  后来陆舟问了严师兄才知
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