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第兩百章 一條全新的微粒軌道(5.6K)

作者:新手釣魚人  分類: 科幻 | 超級科技 | 輕松 | 新手釣魚人 | 走進不科學 | 更多標簽...
 
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走進不科學 第兩百章 一條全新的微粒軌道(5.6K)

先前提及過。

在微觀物理中。

基本粒子可以分成四類:

夸克,輕子,規范玻色子,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個重子。

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范疇。

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。

但是在量子力學的范疇下,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GalaxyAQuantum,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。

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云倒是有所耳聞,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。

但眼下徐云手中的這道公式,似乎指向的是另一個軌道:

別忘了。

二者相近的結合能數字,實際上是徐云將y(xn1)改成了y(xn2)后的結果。

換而言之。

在y(xn1)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。

徐云的好奇心愈發濃烈了。

隨后他再次切換到極光系統,將4685Λ超子的編號入了進去。

片刻過后。

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后,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,但你卻有一棟樓那么粗的手指。

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。

它小到你沒辦法碰觸它,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。

于是乎。

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。

伱想要將它們分開,就要付出一定的能量也就是兩大袋橘子碰撞的力量。

那么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凢凢扎了一下。

化學鍵則要高點。

在0.110eV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。

兩顆橘子在撞擊后,橘子汁的濺射區域和圖像是沒法預測的,完全隨機。

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碰撞地點東南方37度角七米外的地面上,這個地面原本有很多污水淤泥,濺射后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,那么完全可以事先就在那兒放一塊干凈的采樣板。

然后雙手離開現場,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及衰變的通解并不復雜。

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:NN(0)exp(λt)。

隨后徐云又寫下了另一個方程:

這是B原子核數的變化微分方程。

求解可得NλN(0)[exp(λt)exp(λt)]/(λλ)。

隨后徐云邊寫邊念:

“C原子核的變化微分方程是:dN/dtλNλN,即dN/dtλNλN”

“代入上面的N,所以就是NλλN(0){exp(λt)/[(λλ)(λλ)exp(λt)/[(λλ)(λλ)]exp(λt)/[(λλ)(λλ)]}”

寫完這些他頓了頓,簡單驗算了一遍。

確定沒有問題后,繼續寫道:

“可以定義一個參數h,使得hλλ/[(λλ)(λλ)],hλλ/[(λλ)(λλ)],hλλ/[(λλ)(λλ)]”

“則N可簡作:NN(0)[hexp(λt)hexp(λt)hexp(λt)]。”

寫完這些。

徐云再次看向屏幕,將Λ超子的參數代入了進去:

“NN(0)[hexp(λt)hexp(λt)……hnexp(λnt)],h的分子就是Πλi,i1~n1,即分子是λλλλ”

“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”

半個小時后。

極光軟件上現實出了一組數值。

徐云沒去看前面的數字,飛快的將鼠標下拉。

很快,他便鎖定了其中的第十八行:

有了這一組數字,接下來的問題就非常簡單了。

徐云將這種數字輸入了極光模型,公式為:

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。

徐云現在為這個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。

NN(0)[hexp(λt)hexp(λt)……hnexp(λnt)]這個公式描述了到時刻t還剩多少原子,徐云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云想要的那個的概率。

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:

見此情形。

徐云瞳孔頓時微微一縮。

這個結果的意思就是

在一開始,y(xn1)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。

徐云沉默片刻,走出圖書館。

拿出手機撥通了一個號碼。

片刻過后。

手機接通,某個一聽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?”

徐云組織了一番語言,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。

徐云的碩士課題便是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范疇。

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。

潘院士作為徐云的導師,自然會收到相關通知,徐云也沒打算瞞著他:

“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。”

“后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,最后發現”

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。

不過在聽到徐云第一句話時。

他便隱約意識到了什么,停下了手中的動作。

當徐云最后一句話說完,他的表情已然凝重了許多,并且完全跟上了徐云的思路:

“小徐,最后的F是多少?”

“t0,F1,換而言之,在那個軌道上應該存在有一顆新粒子。”

說完徐云頓了頓,補充道:

“一顆可以被捕捉觀測的新粒子。”

玩個大的吧,各位可以猜猜這個新粒子會衍生出什么技術。

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,以及獎勵公式中最后那部分的比值。(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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