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第310章 参观前的准备 二

    现代高能物理学的碰撞,玩的早就不是「拆解」,而是宇宙最底层的造物法则。


    而这套法则的核心,就是人类历史上最着名的那个公式——爱因斯坦的质能方程:e=mc2,也就是能量等于质量乘以光速的平方。


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    大众对这个公式最直观的印象是什麽?


    是原子弹。


    是把极其微小的一点静止质量(m),瞬间转化为毁天灭地的巨大能量(e)。质量消失了,变成了刺目的强光和恐怖的高温。


    但是,既然这是一个等式,既然质量和能量本质上是一枚硬币的两面……那麽,我们能不能大胆地设想一下:


    如果在这个等式上,我们把它「反过来」用呢?


    如果我们不去追求损失质量并释放能量,而是把极端庞大的动能(e),在极端微小的空间里死死压缩在一起,也就是损失其能量,那麽会发生什麽?


    没错,是能量变成了质量。


    ……


    这就是lhc对撞机给出的人类终极答案。


    当两束携带着恐怖动能的粒子,在四个巨大的探测器中心迎头相撞丶速度瞬间归零时,那庞大到无法想像的动能无处可去。


    于是,在这无限小的奇点上,奇迹发生了。


    这些纯粹的动能,根据质能等价的逆向法则,瞬间坍缩丶凝聚,直接从虚无的真空中「无中生有」,硬生生地凭空创造出了全新的丶庞大的静止质量!


    这根本不是在「破坏」或者「拆解」旧的粒子,这是在「创造」新的粒子!是人类在窃取造物主的权柄!


    那些理论预言中十分神秘的「超越标准模型」的物质——比如暗物质粒子丶超对称粒子,它们都有一个共同的特点:太重了。


    因为它们太重(m极大),根据m=e/c2,要想凭空把它们「捏」出来,就需要极其恐怖的能量(e)。


    在今天这个宇宙里,它们根本无法自然产生。


    所以就需要依靠lhc内部的碰撞,短暂地重现138亿年前丶宇宙大爆炸后百亿分之一秒的极端状态!


    在这个瞬间,微观区域的温度将比太阳核心还要热十万倍。


    只有在这种如同炼狱般的「微型大爆炸」中,那些沉睡了百亿年的古老而沉重的新粒子,才会被庞大的动能强行「具象化」出来。


    ……


    lhc有四个探测器。


    as和cms是两个通用型多用途探测器,体型最庞大,主要负责寻找希格斯玻色子丶额外维度以及构成暗物质的粒子;


    alice是重离子探测器,专门用来研究宇宙大爆炸极早期的「夸克-胶子等离子体」状态;


    lhcb则是一个专门用于研究底夸克的探测器,试图解答为什麽我们的宇宙是由正物质构成,而不是被反物质湮灭的「反物质消失之谜」。


    无数的新粒子会在碰撞的瞬间诞生,然后又在极短的时间内衰变。而那些像几层楼一样高丶重达上万吨的探测器,就像是几亿像素的超级3d相机,以每秒四千万次的快门速度,抓拍下这些粒子死亡的轨迹。


    2012年,轰动全球的「上帝粒子」希格斯玻色子,就是在这里被撞出来的。


    它的发现,补齐了物理学「标准模型」的最后一块拼图,直接锁定了次年的诺贝尔物理学奖。


    顺便提一句,「上帝粒子(godparticle)」这个霸气的名字其实是个美丽的误会。当年诺奖得主莱德曼写书时,原本想叫它「该死的粒子(goddamnparticle)」,因为这玩意儿实在太难找了,简直折磨了物理学家半个世纪。


    结果出版商觉得「该死的」太难听,大笔一挥改成了「上帝粒子」,反而成了科学界最成功的营销。


    ……


    目前lhc的「run3(第三次运行期)」刚刚圆满结束。


    从2026年开始,整个cern将进入长达三年的「ls3」,也就是第三次长停机维护期。


    这也是为什麽孔采维奇能带他深入地下100米参观的原因。


    如果在运行期,那地下隧道里充斥着致命的高能辐射,别说人了,连个微生物都活不下来。


    ……


    在run3这几年的运行中,物理学家们虽然收集了海量的数据,但令人绝望的是——他们没有发现任何「超越标准模型」的新物理现象。


    没有超对称粒子,没有暗物质的直接证据,没有微观黑洞。


    物理学,似乎被困在了一个名叫「标准模型」的黄金牢笼里。


    下周的会议,据说会对run3关机前最后一批数据的分析结论做一些报告会,但大概率依然没有新的发现。


    因此这次长达三年的停机,机器将进行非常复杂的设备升级,为未来的hl-lhc(高亮度大型强子对撞机)做准备。


    所谓的hl-lhc,可以理解为lhc的「超级升级版」,它通过更强大的聚焦磁体,将粒子束压缩得更细,使得对撞的「亮度」(即碰撞的频率和概率)提升数倍,从而捕捉那些发生概率极低的罕见物理事件。


    ……


    因为人们困在「标准模型」太久了,于是在lhc升级到hl-lhc的方案之外,还有一场更激进的,关于未来环形对撞机的论证。


    是一个比lhc更加疯狂的构想,,它计划在日内瓦地下挖掘一条周长长达100公里的超级隧道,规模相当于重新建造一个比lhc大近四倍丶碰撞能量将是lhc的七倍以上的超级工程,预算高达数百亿欧元。


    由于目前的lhc在发现「上帝粒子」希格斯玻色子后,迟迟没有找到「超越标准模型」的新物理现象,比如暗物质粒子丶超对称粒子等。物理学家们分成了两派。


    一派认为,lhc的能量已经到顶了,人类必须砸下数百亿欧元,建造一个周长长达100公里的超级对撞机,用更高的能量去轰开真理的大门。


    而另一派则认为,高能物理已经触碰到了人类算力和财力的天花板。原有的数据仍有挖掘的空间,但是人类被困在了数据的汪洋大海和数学工具的匮乏之中。


    ……


    「数学瓶颈……」


    徐辰靠在椅背上,手指轻轻敲击着桌面,眼神变得无比深邃。


    他看着屏幕上那张cms(紧凑缪子线圈)探测器的照片。


    那是一个足足有五层楼高丶重达14000吨的钢铁巨兽。它就像是一只巨大的丶由无数矽微条和超导线圈组成的「机械复眼」,静静地蛰伏在地下100米的深渊中,凝视着微观世界的生灭。


    徐辰的脑海中,不由自主地浮现出了几个月前在清华「归根居」里,那位世纪老人那双枯瘦却温暖的手,以及那句掷地有声的断言:


    「高能物理的盛宴已过……唯有数学的逻辑,能穿透迷雾,抓住本质。」


    一种强烈的宿命感击中了徐辰。


    他忽然觉得,那些在地下100米深处呼啸而过的粒子,或许从未想过要隐藏自己。


    它们只是在等待一个,能用更高维度的语言去阅读它们轨迹的人。
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