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第兩百章 一條全新的微粒軌道(5.6K)

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作品︰走進不科學 | 作者︰新手釣魚人


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    先前提及過。www.biquge001.com

    在微觀物理中。

    基本粒子可以分成四類︰

    夸克,輕子,規範玻色子,以及higgs粒子。

    而夸克由于夸克靜閉的緣故,是沒法單獨存在的。

    因此在微觀領域,夸克主要是成雙成三的存在︰

    比如一個正夸克和一個反夸克構成一個介子。

    或者三個夸克或者三個反夸克構成一重子。

    重子和介子統稱為強子,比如我們熟知的質子和中子就屬于重子。

    除此以外。

    超子也是重子的一種。

    它的特殊之處是至少含有一個奇異夸克, 可以通過研究超子來理解重子的相互作用方式。

    目前發現的超子種類有很多。

    比如Σ-超子、Ξ-超子,Ω-超子等等。

    沒錯。

    想必有些同學已經想起來了。

    《異世界征服手冊》中,兔子們用來轟開青城山天宮秘境的粒子束,使用的就是Ω-超子。

    而不久前趙政國院士他們觀測到的Λ超子,同樣也是屬于以上的範疇。

    看到這里。

    很多人可能有些懵圈了︰

    雖然這些內容看起來很好理解,但Λ超子到底有啥具體意義呢?

    Λ超子理論上的意義其實有很多。

    比如它有可能協助發現傳說中的第五種力。

    又比如對暗物質與暗能量探測有幫助。

    又甚至能夠研究中子星等等。

    而在現實中。

    最直接的影響就是你我用到的手機。

    目前所有的手機都會用到量子理論的知識,因為手機大部分核心部件都用到半導體,半導體材料的性能要根據量子力學進行推算優化。

    例如Pn結當中存在一個gap。

    按照通俗的理解就是,電勢能大于電子的動能,正常理解下電子是不可能穿過這個gap的。

    但是在量子力學的範疇下,允許電子有一定的概率發生躍遷,這個現象叫電子的隧穿。

    電子隧道顯微鏡利用的就是這個原理。可以看到材料表面的勢能起伏。

    進而推斷材料表面結構,最終進行半導體研發。

    比如目前三星已經賣了一款搭載光量子芯片的手機galaxy a Quantum,也就賣五百多刀。

    光量子芯片用來產生量子隨機數,保證加密算法在物理上絕對安全,這也算是未來的一類趨勢。

    因此微觀的粒子研究其實和我們現實是息息相關的,只是由于最終產品是一個完整態的緣故,內中的很多技術大家存在一定的信息壁壘罷了。www.kmwx.net

    而比起其他超子。

    Λ超子還要更為特殊一些。

    它是一類非常特殊的超子,它在核物質中的單粒子位阱深度是目前所有已知微粒中最深的。

    說句人話錯了,通俗點的話。

    它可以算是可控核聚變中非常關鍵的一道基礎。

    因此目前各國對它的重視度都非常高,幾大頭部國家一年的相關經費都是一到兩個億起步。

    視線在回歸原處。

    趙院士他們的這次觀測徐雲倒是有所耳聞,衰變事例的最大極化度突破了26%,還是目前全球首破。

    也算是個不大不小的新聞了。

    不過要知道。

    在趙院士他們首破之前, 國際上的最大極化度便達到了25%。

    因此他們的首破在概念意義上是要大于實際意義的,只能領先半個身位的樣子。

    但眼下徐雲手中的這道公式, 似乎指向的是另一個軌道︰

    別忘了。

    二者相近的結合能數字, 實際上是徐雲將y(xn+1)改成了y(xn+2)後的結果。

    換而言之。

    在y(xn+1)這個軌道上,理論上是存在另一個不同量級的Λ超子的。

    想到這里。

    徐雲的好奇心愈發濃烈了。

    隨後他再次切換到極光系統,將4685Λ超子的編號入了進去。

    片刻過後。

    一堆衰變事例樣本出現在了他面前。

    微粒信息不像是其他研究,其自身是不需要太過考慮保密度的。

    因為前端粒子的研究和現代技術之間存在著不小的差異,你很難將某個微粒的發現直接擴展成某種技術,沒有太大的保密價值。

    所以在發現了新型微粒或者相關信息後,發現人基本上都會大大方方的將所有信息公開。

    趙政國院士上傳的衰變樣本一共有37張,分成了六個檔案。

    其中標注了不少的衰變參數,外加其他一些鮮為人同學看起來如同天文數字、但實際上卻很重要的數據信息。

    Λ超子的觀測方式是粒子對撞,而說起粒子對撞,很多人腦海中的第一反應都是‘百億級’、‘高精尖’之類特別有逼格的詞兒。

    但你要說粒子對撞機到底有啥用,不少人可能就說不上來了。

    其實這玩意的原理很簡單︰

    你想研究一個橘子,但你卻有一棟樓那麼粗的手指。

    你感覺得到它,卻看不到它。

    你想捏碎它,卻發現它總是狡猾的藏在你手指的縫隙里。

    它小到你沒辦法踫觸它,更不要提如何剝開它了。

    直到有一天你忽然來了個靈感,用一堆橘子去撞另一堆橘子。www.kmwx.net

    于是乎。

    砰!

    它們碎了。

    你感覺到了橘子核、汁液、橘子皮。

    又于是乎。

    你知道了一個橘子是這樣的,有橘子核、汁液、橘子皮。

    這其實就是對撞機的本質。

    在微觀領域中,橘子的汁液變成了各種帶電或者不帶電的粒子。

    孟胍﹦ 欠摯  鴕 凍 歡 哪芰懇簿褪橇醬蟠僮優鱟駁牧α俊br />
    那麼不同的尺度上分離物質的組成部分需要多少能量呢?

    分子之間的作用力最少, 平均在0.1eV以下eV是電子伏特, 指的是一個電子電荷通過一伏特電壓所造成的能量變化。

    這是一個非常小的單位,作用只人體上可能就相當與被FF扎了一下。

    化學鍵則要高點。

    在0.1-10eV之間。

    內層電子大概在幾到幾十KeV,核子則在meV以上。

    目前最深的是夸克,夸克與夸克之間的能級要幾十geV。

    按照驢兄的工作表來計算,這種能級差不多要皮卡丘從武則天登基那會兒一直發電到現在

    而趙政國他們觀測的又是啥玩意兒呢?

    同樣還是以橘子汁為例。

    兩顆橘子在撞擊後,橘子汁的濺射區域和圖像是沒法預測的,完全隨機。

    谷毽

    有些橘子汁濺的位置好點,有些差點,有些更是沒法觀測。

    因此想要觀測到一種新粒子其實是非常困難的,你要拿著放大鏡一個個地點找過去,完全是看臉。

    但如果你能提前知道它的軌道卻又是另一回事了。

    比如我們知道有一滴橘子汁會濺到踫撞地點東南方37度角七米外的地面上,這個地面原本有很多污水淤泥,濺射後的橘子汁會混雜在一起沒法觀測。

    但我們已經提前知道了它的運動軌跡,那麼完全可以事先就在那兒放一塊干淨的采樣板。

    然後雙手離開現場,找個椅子做好,安靜等它送上門來就行。

    眼下有了Λ超子的信息,還有了公式模型,推導“落點”的環節也就非常簡單了。

    眾所周知。

    n及衰變的通解並不復雜。

    比如存在衰變鏈a→B→c→D……,各種核素的衰變常數對應分別為λ?、λ?、λ?、λ?……。

    假設初始t?時刻只有a,則顯然︰n?=n?(0)exp(-λ?t)。

    隨後徐雲又寫下了另一個方程︰

    dn?/dt=λ?n?-λ?n?。

    這是B原子核數的變化微分方程。

    求解可得n?=λ?n?(0)/(λ?-λ?)。

    隨後徐雲邊寫邊念︰

    “c原子核的變化微分方程是︰dn?/dt=λ?n?-λ?n?,即dn?/dt+λ?n?=λ?n?”

    “代入上面的n?,所以就是n?=λ?λ?n?(0){exp(-λ?t)/+exp(-λ?t)/}”

    寫完這些他頓了頓,簡單驗算了一遍。

    確定沒有問題後,繼續寫道︰

    “可以定義一個參數h,使得h?=λ?λ?/,h?=λ?λ?/,h?=λ?λ?/”

    “則n?可簡作︰n?=n?(0)。”

    寫完這些。

    徐雲再次看向屏幕,將Λ超子的參數代入了進去︰

    “n=n?(0),h的分子就是Πλi,i=1∼n-1,即分子是λ?λ?λ?λ?”

    “Λ超子的衰變周期是17,所以h?的分母,就是除開Λ超子前一種衰變常數與Λ超子衰變常數λ?的差的積”

    半個小時後。

    極光軟件上現實出了一組數值。

    a a 0 1000︰

    1 904.8374

    2 818.7308

    3 740.8182

    7 496.5853

    8 449.329

    徐雲沒去看前面的數字,飛快的將鼠標下拉。

    很快,他便鎖定了其中的第十八行︰

    18 165.2989。

    有了這一組數字,接下來的問題就非常簡單了。

    徐雲將這種數字輸入了極光模型,公式為︰

    F(t)︰=n(t)/n(0)=e^(-t/π)。

    這里的“:=”是定義符號,它表示將右邊的東西定義成左邊的東西。

    徐雲現在為這個F(t)賦予了一個物理意義︰

    某個原子在時刻t依然存活(沒有衰變)的概率。

    n=n?(0)這個公式描述了到時刻t還剩多少原子,徐雲所作的是將剩下的原子數目比上最初的總原子數,這個量自然就是在那堆剩下的原子中能找到徐雲想要的那個的概率。

    非常簡單,也非常好理解。

    極光系統連接的是中科院的次級服務器,使用的是中科院超算“夜語”的部分算力。

    因此只過了十多分鐘。

    他面前的屏幕上便顯示出了一個結果︰

    t=0,F=1。

    見此情形。

    徐雲瞳孔頓時微微一縮。

    這個結果的意思就是

    在一開始,y(xn+1)?y(xn)/h f這個軌道上便存在有一顆粒子。

    只是在撞擊過程中它壽命終止或者躍遷失能了,所以最終沒有被捕捉到。

    想到這里。

    徐雲沉默片刻,走出圖書館。

    拿出手機撥通了一個號碼。

    片刻過後。

    手機接通,某個一听就知道很帥的聲音從對頭傳了過來︰

    “喂,小徐?”

    “嗯,是我,老師您這會兒有空嗎?”

    “剛出實驗室,啥事兒?”

    徐雲組織了一番語言,說道︰

    “老師,我之前不是研究過一個Σ超子的課題嗎?您還記得不?”

    Σ超子是目前比較主流的超子之一,壽命為0.15納秒,質量比超子重一點。

    徐雲的碩士課題便是Σ超子強相互作用下產生的能級產生影響,涉及到了一些量子色動力學理論範疇。

    因此很快。

    電話對頭便傳來了潘院士的回復︰

    “沒錯,哦,我看到你開啟極光系統的記錄了,是研究有成果了嗎?”

    極光涉及到了服務器的算力問題,每個學生的份額都是有限的。

    潘院士作為徐雲的導師,自然會收到相關通知,徐雲也沒打算瞞著他︰

    “是這樣的,老師,我在研究Σ超子的時候,忽然發現了一個比較特殊的相性軌道,本征態上和Σ超子有些區別。”

    “後來我用極光系統進行了模擬,發現它與趙院士不久前觀測到的4685Λ超子有些類似。”

    “所以我對這個軌道公式進行了優化模擬,用Λ超子的衰變參數取代了Σ超子,最後發現”

    電話對面。

    潘院士原本正側著腦袋,用肩膀和耳朵夾著手機,雙手則在拆解一份秋刀魚外賣。

    不過在听到徐雲第一句話時。

    他便隱約意識到了什麼,停下了手中的動作。

    當徐雲最後一句話說完,他的表情已然凝重了許多,並且完全跟上了徐雲的思路︰

    “小徐,最後的F是多少?”

    “t=0,F=1,換而言之,在那個軌道上應該存在有一顆新粒子。”

    說完徐雲頓了頓,補充道︰

    “一顆可以被捕捉觀測的新粒子。”

    注︰

    玩個大的吧,各位可以猜猜這個新粒子會衍生出什麼技術。

    目前可以公開的信息如下︰

    這個技術除了Λ超子有關外,還涉及到了Dna儲存技術和人工智能咪咪,以及獎勵公式中最後那部分的比值。(軌道公式只是三部分的第一部分)

    猜對的話加三十更,我就不信了,這個也能有人能猜對?
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