莊曉鶴是本項(xiàng)工程的總負(fù)責(zé)人,此時(shí)他正向周晨等人介紹粒子對(duì)撞機(jī)的基本情況。
不管怎么說為了建造這座超大型的粒子對(duì)撞機(jī),海神基地這邊耗費(fèi)了巨大的資源并占用了龐大的建造產(chǎn)能,如果不能講出個(gè)所以然來,未免太說不過去了。
“艦長,還有顧問團(tuán)的各位成員,眼前這座超大型構(gòu)建就是即將進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的超大型粒子對(duì)撞機(jī),它由七個(gè)加速環(huán)構(gòu)成,粒子從第一個(gè)加速環(huán)的入口進(jìn)入后,我們通過磁場(chǎng)對(duì)它們進(jìn)行篩選與加速,并將它們加速到一定速度后進(jìn)入第二個(gè)加速環(huán)……”
“就這樣,等七個(gè)加速環(huán)全部結(jié)束,粒子已經(jīng)被加速到了非??斓乃俣龋@時(shí)候我們打開通道讓其進(jìn)入最后一個(gè)超大型加速環(huán),這個(gè)加速環(huán)直徑三千千米,全長九千四百二十千米,粒子在里面將被加速到無限接近光速,然后在碰撞艙內(nèi)發(fā)生高速碰撞!”
“由于速度足夠快,這些碰撞的粒子將被撞碎,原子核將會(huì)碎裂,變成中子、質(zhì)子,甚至進(jìn)一步碎裂,變成了更小的夸克……而我們則用高速攝像系統(tǒng)對(duì)這一過程進(jìn)行捕捉?!?br/>
道理大家都是明白的,就是通過加速讓粒子具備極高的速度,然后轟的一聲,撞碎成粉末,這一過程,隨著外界給予的能量越大,撞碎的程度也越徹底,所能看到的“更小的粒子”自然也就越豐富。
當(dāng)然了,按照超對(duì)稱理論,基本粒子都有它的超對(duì)稱伴,這個(gè)超對(duì)稱伴就像基本粒子的伴侶一樣,在特定的環(huán)境下會(huì)出現(xiàn),但目前條件來說,人類的粒子對(duì)撞機(jī)還未能觀察到超對(duì)稱伴,原因在于粒子的超對(duì)稱伴具有遠(yuǎn)大于基本粒子的質(zhì)量,它們的形成需要更加強(qiáng)大的功率,而我們的設(shè)備還無法“制造”出它們。
這一次莊曉鶴領(lǐng)導(dǎo)開展的超大型粒子對(duì)撞機(jī),除了探索更小尺度下的粒子組成外,還要驗(yàn)證是不是能找到超對(duì)稱伴,驗(yàn)證超對(duì)稱理論的正確性。
“大概需要多久才能開始實(shí)驗(yàn)?”
周晨聽完介紹后笑著點(diǎn)了點(diǎn)頭,然后問道。
“隨時(shí)都可以開始!”莊曉鶴一笑,面色淡定地說道,其實(shí)包括莊曉鶴在內(nèi),無數(shù)參與此項(xiàng)工程的科學(xué)家,都期待著超大型粒子對(duì)撞機(jī)的運(yùn)行。
“那就馬上開始吧!”周晨說完,現(xiàn)場(chǎng)立刻開始了緊張的忙碌。
一切準(zhǔn)備就緒后,周晨等人走到控制臺(tái)前,此時(shí)控制臺(tái)上正顯示著加速器各個(gè)重要環(huán)節(jié)的參數(shù)。
“因?yàn)槭堑谝淮螁?dòng)加速器,我們先從加速一萬個(gè)質(zhì)子束開始!”
莊曉鶴點(diǎn)點(diǎn)頭,細(xì)致地為大家解釋。
同樣是加速粒子,可以采用加速質(zhì)子束,也可以加速單個(gè)質(zhì)子,通??茖W(xué)家們都采用加速質(zhì)子束的形式,這主要受限于科技水平,如果能夠加速單個(gè)質(zhì)子,那么同樣的能量供給就可以得到更加快速的碰撞粒子,不過問題在于單個(gè)質(zhì)子不好實(shí)現(xiàn)!
莊曉鶴說采用一萬個(gè)質(zhì)子束開始,這意味著地球艦隊(duì)起碼掌握著分離一萬個(gè)單獨(dú)質(zhì)子的能力!這已經(jīng)是非常精妙的微觀操作了。
“地球艦隊(duì)超大型粒子加速實(shí)驗(yàn),第一次實(shí)驗(yàn)正式開始!”
隨著莊曉鶴的指令下達(dá),分布在九千四百二十千米巨大環(huán)形上的二十座聚變反應(yīng)電站點(diǎn)火燃燒,龐大的能量瞬間充溢整個(gè)能量艙。
“磁場(chǎng)啟動(dòng)完畢,現(xiàn)在釋放質(zhì)子束!”
轟!
隨著閘門開啟,首批兩組一萬個(gè)質(zhì)子宛若奔騰到海的無數(shù)魚類,瞬間開心地沸騰起來。
它們?cè)诖艌?chǎng)的作用下開始作彼此相向的高速運(yùn)動(dòng),速度不斷加快,不斷加快!很快便達(dá)到了99倍光速!
要知道質(zhì)子是一類具有質(zhì)量的粒子,它實(shí)際上就是單個(gè)裸露的氫原子核。但凡是有質(zhì)量的物體,在加速的過程中質(zhì)量總是會(huì)逐漸增大的,舉一個(gè)例子,當(dāng)我們把一個(gè)物體加速到9倍光速的時(shí)候,實(shí)際上它的質(zhì)量會(huì)增加一倍還多!
這時(shí)如果我們還要增加它的速度,依據(jù)動(dòng)能守恒的原則,我們將要給予它更多的能量才行!
這就導(dǎo)致物體越是加速到接近光速,它的質(zhì)量增加也就越明顯,所需要的外界能量也就越多。
當(dāng)它無限加速到接近光速時(shí),它的質(zhì)量是無限大的,這時(shí)再要加速,所需的外界能量也是無限的,而現(xiàn)實(shí)中我們不可能提供給它無限的能量,于是它便永遠(yuǎn)都不可能真的加速到光速!
道理就在于此。
其實(shí)這里還有一個(gè)誤區(qū),我們一直都說無法加速到光速,并不是說簡單地認(rèn)為光速最快,永不可超越。事實(shí)上光速在不同的環(huán)境下也是不一樣的。嚴(yán)格來說,這里的無法達(dá)到光速,只是一個(gè)形象的比喻。
因?yàn)槲覀兊挠钪嫫鋵?shí)是有一個(gè)上限速度的,這個(gè)上限速度可以理解為宇宙的基本規(guī)則,只要在這個(gè)宇宙內(nèi),任何具有質(zhì)量的物體,都無法達(dá)到這個(gè)上限速度,原因便是上面所說的――加速過程伴隨質(zhì)量增加,需要額外的無限能量。
不過,靜止?fàn)顟B(tài)不具有質(zhì)量的物體,是可以達(dá)到這個(gè)上限速度的,比如說光子,它就沒有質(zhì)量,所以光速達(dá)到了這個(gè)上限速度,因?yàn)楣馑俦容^形象易懂,于是我們推廣一下,就有了比較“白話”的說法――認(rèn)為沒有任何物體可以超過光速。
同樣達(dá)到這個(gè)上限速度的還有膠子、理論中的引力子,以及近似質(zhì)量為零的中微子等等。
……
實(shí)驗(yàn)還在繼續(xù),當(dāng)質(zhì)子束被加速到99%倍光速時(shí),第一級(jí)和第二級(jí)連接口被打開,質(zhì)子束由第一級(jí)加速環(huán)進(jìn)入到了第二級(jí)加速環(huán)中,經(jīng)過又一次加速后,進(jìn)入到第三級(jí),然后第四級(jí)、第五級(jí)……直至進(jìn)入最終的對(duì)撞大圓環(huán)。
此時(shí),質(zhì)子束的速度已經(jīng)與光速只有極少的差距,并且在一圈一圈的加速中,它們之間的差距還在不斷縮小。
“理論速度已達(dá)到碰撞要求,現(xiàn)在讓回環(huán)中相向的兩束粒子進(jìn)行撞擊!”
“通道開啟,碰撞艙數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒!”
隨后,兩組方向相反的質(zhì)子束高速奔騰咆哮,轟隆一聲,在碰撞艙中發(fā)生了激烈碰撞。
這一刻,它們所釋放的能量超乎了人類的想象,只不過這一過程發(fā)生得極短,所產(chǎn)生的高能區(qū)域也被限定得十分狹小。
整個(gè)碰撞過程或許只持續(xù)了一皮秒,或者一飛秒(十的負(fù)十五次方秒),總之持續(xù)的時(shí)間非常的短暫。
在碰撞的剎那,懷有極高動(dòng)能的粒子瞬間化為粉末,一個(gè)近乎宇宙大爆炸的場(chǎng)景在狹小的空間范圍內(nèi)瞬間爆發(fā),于是這一剎那的工夫碰撞艙內(nèi)誕生了一個(gè)小型的黑洞,只不過這個(gè)黑洞太小,小到按照黑洞理論,它只持續(xù)了極短的時(shí)間便“轟”的一聲化為灰燼……
“數(shù)據(jù)采集完畢,正在通過量子計(jì)算機(jī)規(guī)劃粒子路徑圖。”
隨著計(jì)算機(jī)高負(fù)荷的工作,很快一副描述碰撞后各種粒子爆發(fā)的圖片呈現(xiàn)在了顯示屏中。
這些粒子數(shù)量很多,屬性各不相同,在屏幕中描繪出了一條條絢麗斑斕的奇妙軌跡……
工作人員對(duì)這些粒子進(jìn)行一一歸類,一邊統(tǒng)計(jì)歸類,一邊匯報(bào)道:“發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)粒子模型所預(yù)言的六十種基本粒子,啊,發(fā)現(xiàn)一種自旋為零、沒有電荷的粒子,這是標(biāo)準(zhǔn)模型中的最后一種粒子――希格斯玻色子!”
希格斯玻色子是標(biāo)準(zhǔn)模型中的最后一種粒子,俗稱上帝粒子,按照希格斯機(jī)制,它是賦予物體質(zhì)量的關(guān)鍵性粒子,發(fā)現(xiàn)它,意味著證明希格斯機(jī)制的正確。
一直以來,人類科學(xué)家一直在尋找希格斯玻色子的存在,希望通過它來證明對(duì)稱性缺失過程中賦予物質(zhì)質(zhì)量這一理論的關(guān)鍵性證據(jù)。
當(dāng)然,現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子已經(jīng)不是太令人激動(dòng)的事情了,因?yàn)榍叭艘呀?jīng)發(fā)現(xiàn)過,后人再去重復(fù)實(shí)驗(yàn),便沒有多少轟動(dòng)性。
“下面進(jìn)行第二次實(shí)驗(yàn),加速兩組各五千個(gè)質(zhì)子束!”
實(shí)驗(yàn)很快又開始,隨著轟隆一聲響,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過觀測(cè)器迅速抵達(dá)高性能的量子計(jì)算機(jī)中。
接下來又有第三次實(shí)驗(yàn)、第四次實(shí)驗(yàn),直到最后,周晨他們加速的粒子變成了十幾個(gè)質(zhì)子組成的質(zhì)子束。
實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)越來越豐富,每一次碰撞,都有海量的數(shù)據(jù)抵達(dá),若不是更新了量子計(jì)算機(jī)的級(jí)別,以老式量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算力,能否應(yīng)付瞬間爆發(fā)的如此海量的信息當(dāng)真是個(gè)未知數(shù)。
在經(jīng)歷了無數(shù)次實(shí)驗(yàn)之后,周晨他們分析實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇妙的現(xiàn)象。
他們?cè)诿看闻鲎仓卸及l(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子的存在,不過這些希格斯玻色子有細(xì)微的差異,現(xiàn)在還無法認(rèn)定這些希格斯玻色子是不是同一類,或許……希格斯玻色子本身也是一個(gè)大家族。
而另一個(gè)奇妙的現(xiàn)象則在于,當(dāng)兩組被加速的質(zhì)子束發(fā)生碰撞之后,最后計(jì)算質(zhì)量盈虧時(shí)卻發(fā)現(xiàn),初始質(zhì)量為2的質(zhì)子束,在碰撞之后重新擬合出來的新質(zhì)量卻達(dá)到了05,居然多出了05的質(zhì)量。
質(zhì)量為什么會(huì)增多,這意味著在碰撞瞬間所制造的極端環(huán)境下,有多余的能量通過質(zhì)能方程逆向轉(zhuǎn)變?yōu)榱宋镔|(zhì),這與宇宙大爆炸初始階段能量凝聚為物質(zhì)是同理的。而這些能量(物質(zhì))的來源也是毋庸諱言,是加速階段外界賦予給質(zhì)子束的動(dòng)能。
與此同時(shí),周晨他們還觀察到了另一個(gè)現(xiàn)象,那就是在碰撞的瞬間發(fā)生了“正反物質(zhì)產(chǎn)生,并快速湮滅”的場(chǎng)景。
這些都是極其寶貴的數(shù)據(jù)!(未完待續(xù)。)手機(jī)用戶請(qǐng)瀏覽閱讀,更優(yōu)質(zhì)的閱讀體驗(yàn)。