正文卷 第168章 一颗超重的粒子?

作者:晨星LL 返回目录 章节错误?点此举报

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    “奇怪?”走近过来,严师兄盯着电脑屏幕看了好一会儿,眉头微微皱了下,“……确实挺奇怪的,我们做的实验不是1-10GeV能区段的碰撞吗?怎么数据都彪到1TeV上去了?”

    说着,严师兄向格雷尔教授投去了询问的视线。

    TeV和GeV之间的换算是1:1000,相当于对撞机坑道中的粒子束流,对撞的能量已经到达了1000GeV。而寻找五夸克态粒子需要的对撞能量,6GeV就足够了。

    为了寻找一个位于6GeV能区的粒子,将对撞能量开到1000GeV以上,这已经不是大炮打蚊子,简直是火箭打苍蝇了。

    然而听到严新觉的疑问,格雷尔教授哈哈笑了笑,用若无其事的口吻解释道。

    “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。”

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