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《走進不科學》第200章 1條全新的微粒軌道
先前提及過。

 在微觀物理中。

 基本粒子可以分成四類:

 誇克,輕子,規范玻色子,以及higgs粒子。

 而誇克由於誇克靜閉的緣故,是沒法單獨存在的。

 因此在微觀領域,誇克主要是成雙成三的存在:

 比如一個正誇克和一個反誇克構成一個介子。

 或者三個誇克或者三個反誇克構成一個重子。

 重子和介子統稱為強子,比如我們熟知的質子和中子就屬於重子。

 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誇克, 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,同樣也是屬於以上的范疇。

 看到這裡。

 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。

 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,電勢能大於電子的動能, 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; a quantum,也就賣五百多刀,可惜沒炸過。

 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,只是由於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於實際意義的,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。

 想到這裡。

 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,分成了六個檔桉。

 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,但你卻有一棟樓那麽粗的手指。

 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裡。

 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。

 於是乎。

 砰!

 它們碎了。

 你感覺到了橘子核、汁液、橘子皮。

 又於是乎。

 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。

 你想要將它們分開, 就要付出一定的能量——也就是兩大袋橘子碰撞的力量。

 那麽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,作用隻人體上可能就相當與被凢凢扎了一下。

 化學鍵則要高點。

 在0.1-10ev之間。

 內層電子大概在幾到幾十kev。

 核子則在mev以上。

 目前最深的是誇克:

 誇克與誇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。

 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汙水淤泥,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,那麽完全可以事先就在那兒放一塊乾淨的采樣板。

 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及衰變的通解並不複雜。

 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:)。

 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?)-exp(-λ?t)]/(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?)/[(λ?-λ?)(λ?-λ?)+exp(-λ?t)/[(λ?-λ?)(λ?-λ?)]+exp(-λ?t)/[(λ?-λ?)(λ?-λ?)]}.....”

 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?/[(λ?-λ?)(λ?-λ?)],h?=λ?λ?/[(λ?-λ?)(λ?-λ?)],h?=λ?λ?/[(λ?-λ?)(λ?-λ?)]......”

 “則n?可簡作:n?=)+h?exp(-λ?t)+h?exp(-λ?t)]。”

 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=)+h?exp(-λ?t)+……h)],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)//π)。

 這裡的“:=”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=)+h?exp(-λ?t)+……h)]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。

 因此隻過了十多分鍾。

 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。

 想到這裡。

 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。

 不過在聽到徐雲第一句話時。

 他便隱約意識到了什麽,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麽技術。

 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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