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學霸的黑科技系統

作者:晨星LL
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第168章 一顆超重的粒子?

第168章 一顆超重的粒子?

不讓對撞機轉裏面的粒子團簇轟一下,怎麼讓別人知道自己的機器有多牛逼?
有一個很簡單的方法檢驗證明他發現的異常到底是不是錯覺,那就是同一個現象被兩個探測器同時觀察到。
「這種情況很常見嗎?」盯著屏幕中那個異常點,陸舟還是忍不住問道。
在高能物理實驗中,3倍標準偏差以下稱為「跡象」,3倍以上稱為「證據」,5倍以上才能稱為「發現」。雖然新聞中經常會出現「突破性進展」、「重大發現」之類的字眼,但其實大多數情況都只是「跡象」。
聽到陸舟的問題,格雷爾教授微微愣了下,表情有些疑惑的回答道。
「奇怪?」走近過來,嚴師兄盯著電腦屏幕看了好一會兒,眉頭微微皺了下,「……確實挺奇怪的,我們做的實驗不是1-10GeV能區段的碰撞嗎?怎麼數據都彪到1TeV上去了?」
這個能量有多恐怖呢?
嚴師兄嘆了口氣說:「我知道你的研究方向是數學物理,但我不得不提醒你,數學雖說是研究理論物理的重要工具和圖書,但並不是所有物理現象都一定符合數學規律。從理論物理學的角度來講,750GeV這個數字……實在是太重了,要知道希格斯粒子也才125GeV而已。也許你認為你發現了個新的粒子,但在我看來它只不過是個雙光子信號,甚至可能根本就沒有碰撞發生。」
「我說了,現在在測試軌道的狀況,並不是正式實驗。至於為什麼開的這麼大,你得體諒下CERN對得到這個新玩具的喜愛。如果不是這次實驗的預算有限,他們甚至準備給你們這些同行們展示一下10TeV能區以上的對撞。」
說白了,就是炫耀。
不過CERN也確實有炫耀的資本,據說在極限情況下,擴建后的強子對撞機甚至能做到14TeV的對撞實驗。也就是說,每一個運行在軌道中的粒子,將攜帶7TeV的能量。
很多情況下這個能量單位(根據質能換算公式)也被用來形容粒子的質量,比如1個氫原子的質量大概1GeV,而12年發現的Higgs粒https://www•hetubook.com.com子是125GeV。
「……我的意思不是實驗的能區段奇怪,」陸舟的手指幾乎要戳到了電腦屏幕上,「你們都沒注意到嗎?750GeV附近這裏,這裡有個異常的撞擊現象。」
格雷爾教授點了點頭:「一般來說會存檔,不過並沒有多少參考價值,你需要的話我可以給你拷一份,反正也不是什麼機密內容。不過我不得不提醒下你,這種未公開的實驗數據,你如果想在論文中引用是不可能的。」
然後就在這時,忽然又一個點跳在了750GeV能區這個位置上。
聽到嚴師兄這麼說了,陸舟也就沒再說什麼。
只要通過不斷地重複實驗,並且在不同的探測器、不同的對撞機上多次觀測到某個粒子,使這個粒子在多個探測器上的置信度都達到5sigma以上時,這個粒子才能被確認為「發現」。
一個臨時出現的特徵峰並不能說明什麼。
為了尋找一個位於6GeV能區的粒子,將對撞能量開到1000GeV以上,這已經和*圖*書不是大炮打蚊子,簡直是火箭打蒼蠅了。
然而聽到嚴新覺的疑問,格雷爾教授哈哈笑了笑,用若無其事的口吻解釋道。
站在旁邊,嚴師兄好奇地問了句:「你到底發現了什麼?」
就在這時,陸舟忽然心中一動,看向旁邊的格雷爾教授問道:「CMS探測器上的數據呢?」
基於這種公認的理論,當置信度達到3sigma,才能勉強被算作是「跡象」。
高能物理本身就是一個很玄學的東西。
一條軌道上有很多個探測器,其中ATLAS和CMS兩個探測器是靈敏度最高的,甚至被用來尋找過暗物質。
由於原子級別以下的存在,是不可被「直接觀察」的,所以為了確定一個粒子真實存在,就會涉及到一個很重要的指標——置信度。
陸舟:「算是吧。」
橫向對比同行的話,上京正負電子對撞機的極限大概在5GeV這個數字上,距離TeV這個能量單位差了整整一個數量級。
「……CMS探測器收集的數據是樓上的實驗室負責,你要是好奇的話,等一會兒實驗結m.hetubook.com.com束了我可以帶你去那瞧瞧,不過我現在走不開。」
想象一下,全世界的理論物理學家和高能物理實驗室,都把目光聚焦在這裏。不趁著這個機會炫耀一把,豈不是白瞎了擴建軌道花掉的幾十個億?
不過陸舟心中對於750GeV出現的那個點還是有些放不下,注意力還是被牽制在那一段能區上面。
說著,嚴師兄向格雷爾教授投去了詢問的視線。
嚴師兄開玩笑道:「以一個數學家的視角?」
想要追上這個能量單位的話,只能期待秦島的CEPC完工,不過那也是十年後的事情了。
陸舟緊接著問道:「那這些試運行測得的撞擊數據會記錄下來嗎?」
這是一個統計學上的概念。
陸舟想了想,最終還是堅持了自己的觀點,開口說:「我總感覺750GeV這一能區的數據有點問題。哪怕是從統計學的角度進行解釋,將這個明顯的凸起形容成隨機事件,總感覺有點牽強。」
很快,實驗繼續進行。
而且還是赤|裸裸的那種炫耀。
「挺常見的,」嚴師兄點了點頭,「質子束流碰https://www.hetubook•com.com撞產生的所有信號,我們了解的還不到1%。所以我們通常是推測結論,然後再通過實驗求證,你要是經常待在這裏就會習慣了。」
「這不叫撞擊現象,這隻是一個單獨的雙光子信號,不過為什麼會出現在750GeV能區確實有點奇怪。」格雷爾教授摸著下巴,「但奇怪歸奇怪,出現這種情況也不算罕見,我們總能在ATLAS探測器上觀測到一些特殊的信號,但反應在統計圖像上的數據可能只是一個『雜音』而已。」
拍了拍陸舟的肩膀,嚴師兄繼續說道,「別再糾結10GeV以後的能區了,我們這次尋找的是五夸克態粒子。如果是因為強迫症的話,你可以放心,一會兒的實驗中,你肯定再也看不到750GeV的現象。」
一連串的綠點在圖像上密密麻麻的鋪開,大多數點都集中在125GeV這個分界線以下的區域。
TeV和GeV之間的換算是1:1000,相當於對撞機坑道中的粒子束流,對撞的能量已經到達了1000GeV。而尋找五夸克態粒子需要的對撞能量,6GeV就足夠了。
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