《学霸从改变开始》

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学霸从改变开始- 第227部分


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  诸如发现新粒子,观察到新现象等。
  说起来,自然界中,也存在着正负电子对撞机制。
  在坠落的陨石中,就存在。
  这也是科学发现自然,自然验证科学的一个例子。
  至于对撞机诞生的想法,则是基于交通事故。
  一起交通事故中的一辆汽车,撞到一辆停在路边的汽车上。
  撞车的能量,很大一部分要消耗到“使停在路边的汽车向前冲”上,碰撞的威力就不够大。
  基于此,如果使两辆相向开行的高速汽车,对头相撞,碰撞的威力就会大许多倍。
  不得不说,科学也来源于生活。
  临近上午11点时,所有的工作人员全部回到了控制室。
  大家都神情紧张的看着即将按下发射按钮的弗里德曼。
  这次的实验,SLAC准备了很长时间。
  这也是一次意义重大的实验。
  如果能够成功发现“胶球”,那SLAC必将重回粒子物理学界的前列。
  纵使被CERN拉开不少,但至少会提供追赶的勇气。
  随着倒计时的结束,弗里德曼缓缓按下发生装置的按钮。
  实验,正是开始!
  所有人的目光,也从弗里德曼的身上,转移到了控制台上。
  这里,将会把实验装置里的现象、实验数据,传送回来。
  陈舟也是一样,这可能就是见证历史的一刻。
  虽然这希望,只有微弱的一点。
  目前的粒子物理标准模型,已经告诉了人们。
  世界上的基本粒子,可以分为三大类,也就是夸克、轻子和传递相互作用的媒介子。
  而粒子之间的相互作用,就是众所周知的,电磁相互作用、弱相互作用、强相互作用和引力相互作用。
  引力虽然在宏观世界中,发挥着至关重要的作用。
  但在微观世界里,引力的效应非常微弱。
  在传递相互作用的媒介子中,根据弱电统一理论,借助SU(2)XU(1)定域规范对称性自发破缺的Higgs机制。
  使破缺的对称性对应的三个规范玻色子获得了很大的质量,它们成为传递短程弱相互作用的中间玻色子W±,Z°。
  而剩余的对称性对应的玻色子是无质量的光子,传递电磁相互作用。
  在量子色动力学QCD下,胶子是传递强相互作用的媒介子。
  胶子就像“粘合剂”一样,把夸克们“粘”在一起,形成介子和重子。
  同时,胶子们自己还能聚成一坨,形成胶子的束缚态,也就是胶球。
  说白了,胶球就是不包含夸克成分,是纯粹的胶子“单质”。
  量子色动力学、量子求和规则和格点量子,都预言了胶球、混杂态和多夸克态必须存在。
  但胶球是否真的存在,也成了理论是否正确的试金石。
  对于胶球来说,根据理论计算的结果,基态标量胶球的质量区间,大约分布在1000~1800MeV的范围内。
  张量和赝标胶球的质量,则分布在更高的质量范围。
  作为研究热点,当前计算计算胶球的理论文章,简直不要太多。
  而且,计算的方法和途径,也多如牛毛。
  但不管方法和途径如何,就陈舟所看的文献资料来说。
  大部分的计算,都给出了近似的结果。
  也就是胶球的质量,应该在1000~1800MeV之间。
  而且,理论研究表面,通过现有的对撞机技术,人们完全有能力,达到胶球能够被产生的能量水平。
  只不过,受困于探测方式,胶球能否真的被探测到,依旧困难。
  陈舟觉得,这大概也是弗里德曼作为这项实验负责人的原因之一吧。
  作为富有经验,且富有领导力的诺奖大佬,弗里德曼具有改进探测方式的能力。
  陈舟的眼睛,紧紧的盯着控制台上的装置,连眨眼都不敢。
  他深怕错过了什么关键的信息。
  是那种隐藏在数据深处,最容易被忽略的细节。
  虽然这场实验选择的时间点,是在上午的11点。
  但这场实验,开始的快,结束的也快。
  并不会影响大家去吃午饭。
  至于所有人都关心的实验结果,却没有一个人敢肯定说出答案。
  因为从粒子的性质来看,并不是能很好的决定这个答案。
  也就是说,那个“胶球在哪里”的问题,尚未解决。
  这其实也是大家更早,也是更多猜测到的结果。
  因为在实验中,通常能够识别的不稳定的复合粒子的精度约为10MeV/c^2。
  但是,并不能够精确的确定粒子的性质。
  在很多的实验中,都有一些可能的粒子被检测到。
  但它们在一些研究中,被认为是可疑的。
  只能说,尽管证据是不明确的,但一些候选的粒子共振态。
  可能是,胶球。


第四百一十五章 可能的候选者
  至于胶球难以被探测到的原因。
  则是因为胶子带有色荷,能够通过强核力相互作用,形成束缚态。
  然后胶球总是与其它普通的介子束缚态一同产生。
  就造成了,其很难在实验中被探测到。
  随着实验的结束,弗里德曼的眼神,也有些犹豫不定。
  过了一会,他开始安排一部分先去吃饭休息,另一部分人着手收集实验数据和事例。
  麦锡森和科伊尔都离开了,倒是陈舟自告奋勇的留了下来。
  有时候,机会就在于自己争取。
  能拿到第一手资料,陈舟绝不想等着时间过去。
  弗里德曼对于陈舟的请求,自然答应了。
  对于陈舟,他还是有着一些期待的。
  而且,这次的实验数据,他本身也就准备交给陈舟一份。
  弗里德曼考虑的可不仅仅是陈舟的数学能力。
  更多的是,他从陈舟那两篇物理学的论文中,发现了陈舟强大的数据处理能力。
  以及对实验方向把控的准确性。
  如果能够在这次的实验中发挥出来,那说不定,他们一直寻找的胶球,就有着落了。
  当然,这也只是弗里德曼的一种美好期望。
  他不可能,也不会把宝全押在陈舟身上。
  再怎么说,陈舟的经验以及理论知识的储备,他还是觉得有些欠缺的。
  陈舟自然不会知道弗里德曼考虑了这么多。
  他的眼中,只有今天的实验数据。
  陈舟也终于觉得自己,正式迈入了高能物理的领域。
  虽然在燕大的时候,陈舟就跟着杨院长做了粒子加速器的课题。
  包括他自己的毕业论文,也是关于优化二极管设计的。
  但那些,在陈舟看来,还是不够高大上。
  而这种寻找胶球的课题,才真正又高大上,又有意思。
  关键是,这可是诺奖级的课题呀!
  另外,这其中牵扯到的胶子、奇异介子、杨-米尔斯理论、标准模型,哪个拿出来,都是响当当的呀!
  与此同时,陈舟也发现,对于这样的课题,他的期待感、好奇心、兴奋劲,也都被点燃了。
  和身下的工作人员一起,陈舟直忙活到下午一点,才算把实验数据收集完整。
  虽然早餐只吃了一点,但陈舟却丝毫感觉不到饿。
  相反的,他现在就想跑回酒店,对这些数据进行分析。
  弗里德曼这会也带着麦锡森等人,再次来到了控制室。
  和负责实验数据收集的负责人确认了一下,弗里德曼便决定了下午三点,开一次课题研讨会。
  对后续工作进行分配,并着手安排下一次的实验。
  在此之前,陈舟也只能跟着收集实验数据的工作人员,恋恋不舍的去吃午饭了。
  下午三点,会议准点开始。
  本来陈舟的身份,只是一名助理研究员,是没有资格出现在这个会议上的。
  但因为弗里德曼的安排,陈舟和麦锡森科伊尔,都出现在了这个会议上。
  即使这只是一个旁听的席位。
  陈舟也意识到,诺奖大佬的能量,果然不是盖的。
  会议开始,弗里德曼就叫人抬来了一块白板。
  在上面画了一副图。
  这幅图,不是别的,正是可能富含胶球的过程,也就是粲夸克介子J/ψ(c▔c)粒子的辐射衰变过程。
  这也是粒子物理学界,所认为的最有希望找到胶球的过程。
  这幅图的名字,叫做费曼图。
  陈舟一眼就认出了,这幅印象深刻的图。
  先前在弗里德曼所给的资料中,他就不止一次看到了这个图。
  而且弗里德曼对这个图的注释,也别其它的地方要多得多。
  随即陈舟的脑海里,涌现出与费曼图相关的知识。
  J/ψ的宽度很窄,它的质量在D▔D介子对产生阈之下。
  所以,无法衰变到D▔D。
  在大部分情况下,它通过OZI压低的三胶子过程,衰变到轻介子。
  同时,它也能先辐射一个光子γ,然后通过两胶子(G)过程,衰变为粒子m1,m2……
  这就是费曼图,所表示的过程。
  在辐射衰变中,胶子可以发生自相互作用,且必然能够组成胶球。
  当然,如果胶球真的存在的话。
  除了费曼图所显示的过程,也有其他可能富含胶球的过程。
  像是强子-强子散射过程,质子-反质子湮灭过程,等等。
  但这次SLAC的PEP装置,所选择的就是费曼图的过程。
  想到这,陈舟突然觉得,华国在这方面的研究。
  其实是出于世界领先水平的。
  如果,陈舟在想如果,他在麻省理工的这段时间,无法寻找到胶球的话。
  那回到华国之后,燕京正负电子对撞机BEPCⅡ,以及研究谱仪BESⅢ,对他将有着极大的吸引力。
  他也很有可能会去燕京谱仪国际合作组待一段时间。
  当然,这些的前提,都是建立在一段时间之后的无结果之上的。
  弗里德曼对着弗曼图,开始叙述着自己的想法。
  听着听着,陈舟不由得觉得,弗里德曼已经不再局限于眼前的费曼图了。
  弗里德曼引入了更多的思考。
  陈舟暗暗赞叹,不愧是凭借对“核子的深度非弹性散的研究”,而获得诺贝尔物理学奖的大佬。
  那些看似不经意的联系,经他这么一说,瞬间令人神往。
  其实,实验物理学家,通过实验去探究可能富含胶球的过程时。
  已经发现了很多新粒子,作为可能的胶球候选者。
  这些粒子的量子数,包括0-+,0++,2++等等。
  但是,这些可能的胶球候选者的性质,非常难以琢磨。
  有些粒子不仅是胶球候选者,也可能是分子态、多夸克态,或者就是普通的介子。
  例如曾经被发现的a0(980),f0(980)。
  可令人兴奋又困惑的是,在理论预言的区间里。
  人们发现了不止一个候选者。
  单单是被一些人认为,最有希望的0++态下。
  可能的候选者就有:f0(500),f0(980),f0(1370),f0(1500),f0(1700)……
  关于谁是真正的胶球,不同的人,有不同的意见。
  不同的意见,有赞成的,也有反对的。
  没办法,理论预言只给出了质量的大致区间。
  但对于胶球的其它性质,并无统一结论。
  这也是实验上,难以检验哪个才是真胶球的原因之一。
  也是陈舟他们现在所面临的问题。
  胶球是量子色动力学的一个基本预言。
  但就是这样一个基本预言,在搜寻了半个多世纪的时间后,依然无法得到一个最终的结论。
  到底胶球是不是真的存在?
  谁才是真正的胶球?
  这些都没有答案。
  也正是因为这些都没有答案。
  陈舟才会听到弗里德曼的讲述,而为之神往。
  除了弗曼图的过程,弗里德曼给了很多想法和思考外。
  对于从数据中,如何寻找真正的胶球。
  弗里德曼,也给出了一些预测。


第四百一十六章 灯塔
  “理论上预言最轻的标量胶球(JPC=0++)的质量介于1~2GeV之间,但有没有可能其他的量子数胶球质量,会高于2GeV?”
  “从过往来看,实验物理学家们,在实验上,为了寻找胶球态,做了大量的工作。”
  “除了在1。5GeV附近,发现存在超出夸克模型预言数量的0++介子态,进而认为这有可能是夸克强子与胶球构成的混合态外。”
  “目前,尚无其他更明确的结论。所以,我们的思维可以更加发散。”
  “当然,我的意思不是说我们跳过1。5GeV,或者是1~2GeV这个区间。毕竟,太多的理论计算,都给出了在这个区间的结果。”
  “我的意思是,我们可以做的更多……”
  研讨会上,只能听到弗里德曼一个人的声音。
  其他人,或如陈舟般边听边思考,或只顾着记录下弗里德曼的“金玉良言”。
  最
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