学霸的黑科技系统-第96章
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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,比如个氢原子的质量大概gev,而2年发现的higgs粒子是25gev。
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ep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%。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3siga,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5siga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25gev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:“s探测器上的数据呢?”
一条轨道上有很多个探测器,其中atlas和s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。
“……s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25gev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0gev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…0gev这一段能区之间。
偶尔有那么一两个特例出现在0gev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ern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5siga,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ern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,ern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,ern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,lhb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”b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道,原来这玩意儿和前面那个论文不一样,这次做“全谱分析”的每一篇论文,都将由全体科研人员共同署名。
共同作者太多,论文的含金量被无限削弱,再加上大家都是各搞各的,不存在课题撞车,也不需要和谁去比,自然就没人那么着急了。根据分配到每个团队的工作量来看,一个月的时间搞定所有工作绰绰有余。
坐在酒店的会议室里,陆舟一边在a4纸上打着草稿,一边用闲聊的口吻,对同样坐在旁边埋头干活的严师兄说道。
“上千个署名……一想到我即将完成的论文上,会被挂上一千多个名字,甚至一大半的名字还会排在我的前面,我对这份工作的热情就会减少不止一点半点。”
“帮ern干活是这样的,这里就是这么一个一将功成万骨枯的地方,所以我不推荐你来这里。虽然我们的工作同样伟大,但诺贝尔奖不可能发给见证历史的每一个人……”严师兄打了个哈欠,将笔放下伸了个懒腰,“晚上去打台球不?”
陆舟想了想,摇头道:“不了吧,我找格雷尔教授有点事,一会儿要去一趟r2楼的办公室。”
上次在现场参观的时候,格雷尔教授向他承诺过,等实验结束后,会抽时间帮他把测试通道时收集到的那些数据整理出来。
就在刚才,他收到了格雷尔的邮件,表示数据已经整理出来,让他带着u盘去一趟办公室。
虽然去拷数据用不了太久,但陆舟准备利用晚上的休闲时间,把这段数据好好研究下。
毕竟白天得忙卢院士的项目,能利用起来的也只有双休日和晚上。
严师兄一眼便看穿了陆舟的想法:“别告诉我是上次那件事。”
陆舟:“被你猜中了。”
严师兄一幅被打败了的表情,叹了口气说:“好吧,我佩服你的执着……虽然我想说的是,你这是在做无用功。”。。
陆舟笑了笑说:“是不是无用功的,不试一试怎么知道呢?”
没办法,他人就是这样,搞数学的时候是如此,搞物理的时候也是一样。
对于出现在750gev的特征峰,直到现在他依然很感兴趣。
虽然严师兄和格雷尔教授均表示,那个扁平的突起并不能称为特征峰,很大概率可能只是一个双光子信号,甚至连碰撞都不一定发生。因为它携带的能量实在是太夸张了,甚至是希格斯粒子的五倍!
然而陆舟并不这么认为。
750gev这个数字或许看上去确实“重”了点,但这并不意味着,这其中就不存在某种可能性。
钻研任何学科的前沿领域都需要想象力,而这个疑似特征峰的凸起,在陆舟看来,已经具备了想象的空间。
哪怕在两位主攻量子色动力学的专家看来,这种现象有违“常识”,毫无研究价值。但物理学的常识,对陆舟这种数学出生的科研人员并不适用。
量子色动力学靠什么发展起来的?
不就是靠着颠覆“常识”吗?
就算错了也无所谓,权当是一次没有失败成本的尝试了。
吃过晚饭后,陆舟顺路去了一趟r2楼,格雷尔教授正好在办公室里等他。
“你要的数据都在这u盘里面,包括s探测器上收集到的数据,我也帮你要了一份。不过说实话,这数据根本没什么用,我们对tev能区的碰撞只做了不到一个小时,这点东西除了检验各个探测器的灵敏度之外,根本得不出任何有用的实验结果。”
陆舟:“谢谢……我只是为了满足我的好奇心,不管有没有用我都想试着研究下。”
“好奇心吗?”格雷尔教授笑了笑,给了他一个鼓励的眼神,“那我就祝你好运了。”
第170章 完善理论()
数据已经到手,该如何处理成了问题。
从量子色动力学的理论入手,缺乏理论的支撑。
然而从统计学的角度进行分析,样本的数量又太少,根本得不出什么有用的结论。
对着这足足有10个g的数据分析了五个晚上,陆舟终于得出一个结论。
想要确认这个异常的凸起究竟是不是特征峰,归根结底还是得在强子对撞机上跑几圈。以现在的数据量,积累的那些事例连sigma的置信度都不到,甚至谈不上一个物理学中的“迹象”,更不要说“发现”了。
闭门造车了五个晚上之后,陆舟拿着这五天来的研究成果和数据找到了卢院士。
单凭他一个人是不可能说服ern的,毕竟自己的身份只是一个实习生,份量还是太轻了。
向卢院士讲明了自己的观点之后,陆舟本以为这位老先生不说认同自己的意见,至少也会对这一发现感性却,却没想到得到了否定的答复。
“强子对撞机不可能因为你的一个突发奇想而开动,你要寻找750gev的粒子,对撞能量至少得开到1。2tev以上,甚至是2tev。这笔开销不是一个小数字,更何况lh的日程表排的很满,ern还有做不完的实验要做,谁都想验证自己的理论正确,但经费是有限的。”
陆舟没有就此放弃,试图说服道:“可是教授,自‘后标准模型时代’以来,我们还没有发现过哪个新的粒子,您不觉得这可能成为一个契机吗?”
是的,无论是四夸克态还是现在发现的五夸克态粒子,都是此前已经被观测到的粒子,只不过置信度低于5sigma而已,在学术界被称为“迹象”,无法被确定为“发现”。
如果出现在750gev的信号被确认存在一个新粒子,对于物理学来说意味着什么陆舟不清楚,因为他也不知道会出现在那里的粒子究竟是什么。
但对于他个人而言,他可以肯定,这个发现一旦被确定是真的,至少也是一个诺贝尔奖。
“说句心里话,我不是很看好,”听到陆舟的话,卢院士摇头道,“750gev太重了,从量子色动力学的角度来讲,这脱离了理论基础。”
陆舟强调道:“但我们在atlas、ms探测器上都观察到了这个信号!你认为这只是巧合?”
“是的,你说的对,他不一定是巧合,”卢院士点了点头,指了指纸上的数据,“但你有没有想过,它可能只是个胶子聚合时产生的双光子信号?”
陆舟点头:“您说得对,确实存在这种可能性,但正是因此,我才需要用实验去证明�