第四百零九章 建国后高能物理最重要的成果...诞生!(上)
第四百零九章 建国后高能物理最重要的成果...诞生!(上) (第2/2页)暗物质必须要尽快完成复验,然后进行公布。
背后的原因周绍平不了解,也许是侯星远在从潘院士那边得知了他们想来锦屏后的临时起意,也许是更高层的其他一些想法。
总之现实就是如此。
因此他们不存在什么先用普通手段验证一轮、过个把月再进行更精密复验的可能——他们现在进行的,就是期末考。
否则要完成普通复验的话,大可不必如此大费周章。
想到这里。
周绍平不由看向了季向东,对他问道:
“小季,这部分方案能不能再优化一点儿?”
季向东斟酌片刻,脸上露出了一丝难色。
很明显。
周绍平的这个问题,一时半会儿显然做不到。
这倒不是说季向东能力不足,或者锦屏实验室这个国之重器就这水平。
而是因为孤点粒子太特殊了。
之前提及过。
目前业内最火热的暗物质候选一共有两个微粒。
一是惰性中微子——普通中微子是热暗物质,那么比较‘懒惰’的中微子,理论上应该就符合冷暗物质的要求了。
二就是WIMP。
WIMP完美契合了超对称模型,理论相当优美,折服了大多数物理学家。
对了。
此前在介绍WIMP的时候,曾经说过科院有一位很喜欢仙侠的老教授,给WIMP取了一个【道标】的绰号。
此人正是周绍平。
总而言之。
由于这玩意儿在模型上实在是太合适了,于是这几十年来,无数全世界最优秀的实验物理学们都在沿着这个方向寻找暗物质。
结果呢?
科大不声不响的发现了一个孤点粒子,同时由于4685Λ超子的伴生性质,和此前所有的研究方向截然不同。
这个情况落到现实,最直观的反应就是.
许多事先为WIMP的设备突然没用了。
如果说时间充足那还好说点,大不了群策群力调试一下设备,一两个月后说不定也能用上。
但别忘了。
锦屏实验室收到这消息的时间也就二十多个小时。
同时由于暗物质的特殊性,科院乃至更上头不可能会再给那么多的时间来准备——否则大家也不会急乎乎的跑到锦屏了。
在这种情况下。
你想让实验室拿出一套完备到严丝合缝、不存在一点误差的方案
那还不如要他们去鼓捣五彩斑斓的黑呢。
实际上。
光是季向东拿出的这份方案,都让一百多位科研人员掉了大半头发了。
周绍平等人很快也意识到了这点,然后.
几位老院士的眼睛顿时就亮了起来。
越有能力的人,往往就越不服老。
作为老牌的科研人,他们几乎从抵达锦屏地下实验室开始,就在巴望着能不能出点儿力了。
只是这里是季向东的主场,贸然开口显然不太合适。
而眼下方案存在瑕疵,这岂不是个天大的好机会?
毕竟他们此行的名义之一,就是作为验证方案的外部顾问嘛。
实际上季向平之前的那些话,也未必没有请这些大佬下场帮忙的想法。
因此很快。
一群头发花白的院士便围到了桌边,就地开始讨论起了实验方案。
讨论开始后。
周绍平首先抛出了一个想法:
“诸位,咱们时间有限,我就先厚颜抛砖引个玉吧——我的想法是,咱们能不能从强PC问题中入手?”
“强PC问题?”
听到周绍平这番话,另一位川蜀口音很重的老院士便皱起了眉头:
“周劳斯,那不是强核力的范畴噻?”
“没错。”
周绍平轻轻点点头,不过很快又说道:
“但老陈,你别忘了,强PC问题里有个Peccei-Quinn度规,那可是符合暗物质模型的”
陈姓老院士微微一愣,旋即一拍自己的脑袋:
“mmp,老子怎把那个东西给忘啰.”
强PC问题。
这是一个量子色动力学的复杂内容,具体不必深究。
总而言之。
这里的“强”对应强核力,CP则是指ChargeParity,也就是电荷-宇称。
对高等物理比较了解的同学应该知道。
高等物理的很多问题在不同情况下往往会有着不同的解,而这些解有个统一的称呼:
度规。
最有名的就是爱因斯坦场方程组。
目前爱因斯坦场方程组的度规有好几个,比如克尔度规、史瓦西度规等等
同时,这些度规还会对应某个模型。
例如克尔度规对应的就是克尔黑洞。
哥德尔度规对应的就是哥德尔宇宙等等.
顺便一提。
爱因斯坦方程还有一个特殊的时空度规,叫做阿库别瑞度规。
也就是科幻片经常提到的“泡泡曲率引擎”。
这玩意儿很离谱的一点是,它的概念先出现于科幻片,然后阿库别瑞才在1994年得出了这个解。
也就是幻想在前,理论在后。
究竟是科学引导了科幻,还是科幻启发了科学?
好了。
话题回归原处。
正如上头所说的那些度规一般。
Peccei-Quinn度规,也是强PC问题的一个特定解。
这是Peccei以及Quinn在70年代提出来的Peccei-Quinn机制,HelenQuinn也是最有希望拿到高能物理诺贝尔奖的女物理学家。
它在某个能级下可以构建出一个暗物质的检验框架,并且超对称伴子也符合4685Λ超子的特性。
同时它能够调整射散角,通过最靠谱的光程差来排除误差。
当然了。
Peccei-Quinn度规同样也有一些技术上的难点,具体是否可行还要进行更详细的讨论。
这些院士眼下要做的,还是先粗略筛选出一些相对可行的方案,然后再进行逐一甄别。
因此很快。
众多院士又继续开始了新一轮的头脑风暴:
“除了Peccei-Quinn度规,我觉得让带电粒子划过TPC也是个不错的想法嘛.”
“要不和神冈那样用重水中的氘去探测中微子?小季这里的重水应该有不少。”
“电离加声子如何?”
“我们之前搞高达的那个CQ机制我认为可行.”
一个多小时后。
五个候选方案被摆到了众人面前:
Peccei-Quinn度规。
上9千克的Ge靶材。
检测暗物质对原子钟的影响。
进一步捕捉暗物质的次级粒子。
以及
允许误差存在,通过多论实测曲线进行拟合分析。
接着很快。
次级粒子的方案首先被排除了。
次级粒子属于间接探测的范畴,它的原理很简单:
是让暗物质粒子的次级粒子与探测器发生相互作用,从而间接获得暗物质粒子的信息。
就好比妈妈是暗物质粒子,孩子是暗物质粒子衰变产生的次级粒子。
由顶针第一定律可知,孩子是妈妈省的。
接着呢。
科学家们用相机给孩子们拍照,通过孩子们的长相倒推出妈妈的长相。
这种做法在常规研究中不失为一种思路,难度也相对低点,而且还非常有意思。
但在眼下这个场合,显然不太合适。
接着很快。
二、三两个方案也被排除了。
这两种方案同样很难降低放射性背景的影响,起不到多少实际的作用。
因此摆在众人面前的,只剩下了两个方案:
用Peccei-Quinn度规模型复验。
或者允许误差存在,通过多轮实测曲线进行拟合分析。
然后
众人的意见便产生了很严重的分歧。
在这27位院士中。
除了王老、张老和侯星远没有表态外,支持两种方案的院士各占一半。
“各位,我还是坚持Peccei-Quinn度规。”
周绍平先是拿起桌上的茶水抿了一口,又环视了周围一圈,方才继续说道:
“1/100000000000000000000这个命中概率实在是太低太低了,我不认为通过多次测量,就能拟合出一条正常的曲线。”
“咱们即便一天做十万次实验,小数点依旧还是推进不到十位以内。”
“这种方案与其说是排除误差,不如说是在催眠自己。”
周绍平这番话说完,周围人顿时反应各异。
有些院士赞同的点了点头。
有些院士面无表情。
还有一些院士则皱着眉头,明显持反对意见。
过了一会儿。
现场唯一一位女性的院士开口了:
“老周,话是这样说没错,大家都知道Peccei-Quinn度规显然要更合适一点儿。”
“但问题是.我们要怎么构建出广域的规范场构型呢?”
“光是轴子场现在都有十几个流派,更别说孤点粒子这个陌生的微粒了。”
“你如果连破缺场都拿不出来,它在理论上再适用,现实里也是一团镜花水月而已。”
周绍平闻言,有些烦躁的捏了捏鼻梁骨。
这位女院士所说的情况,也正是现场众人意见不同的核心所在。
所有人都知道。
Peccei-Quinn度规或者说Peccei-Quinn能标,对于眼下的帮助显然很大。
但问题是
它所建立的暗物质框架,更多偏向于轴子场。
虽然它能够控制微粒的出射角θ,让上下两个信号接收器通过光程差来避免放射性背景的误差。
但对于孤点粒子来说,想要构建出一个广域规范场构型却非常麻烦。
这不是说多花点时间就能解决的问题,涉及到了麦克斯韦方程组延伸出的规范场局域u1对称性。
至少在刚才的讨论过程中,没人能够想到合适的切点——还是那句话,大家对孤点粒子太陌生了。
看着脸色阴晴不定的周绍平,女院士又安慰道:
“老周,我觉得伱陷入某个思维误区了。”
“多次拟合的概率确实是不高,但锦屏实验室本身的条件就很好,所谓放射性背景的影响,其实基数并不大。”
“如果说我们能构建出合适的规范场,那么当然可以用这个思路,可眼下”
周绍平继续默然。
女院士这番话说的很有道理,他自然也知道这点。
但作为从上个世纪走来的物理人,周绍平或者说所有兔子的内心,都有着一种强迫症:
要做咱们就要做最好的,好到别人挑不出毛病才行。
随后他咬了咬牙,还是不准备放弃:
“我们可以现在就开始计算,锦屏这边的设备很先进,短时间内未必不能有结果!”
听到他这番话。
另一位此前持反对态度的院士摇了摇头,语气也很坦诚:
“老周,给你一些时间没有问题,但思路呢?”
“你要计算、构建广域场,总是要有思路的吧?”
“比如闪液重量多少,要不要上同位素,场强的方向大小,还有最重要的如何与暗物质发生作用——是碰撞、是湮灭还是滑动?”
“不是大家反对你,如果你能拿出一个合适的思路,我这把老骨头第一个就给你去打下手!”
“.”
听到这番话。
周绍平张了张嘴,但最终还是没有出声。
说到底。
还是不甘心呐
看着沉默的周绍平。
一旁的侯星远摇了摇头,准备开口做出最后的决定。
有些事情你做不到,那就不能怪别人选择其他方式了。
这是一个很现实的道理。
然而就在侯星远准备开口放弃之际。
现场左边的区域里,忽然弱弱的响起了一道声音:
“那个.周院士,Peccei-Quinn度规的话,能不用双电子捕获的角度试试呢.”
注:
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(本章完)