先前提及過。
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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。
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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。
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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。
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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?