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    超星空文明 - 第二百一十六章 超大型粒子對撞機(二)字體大小: A+
     

    庄曉鶴是本項工程的總負責人,此時他正向周晨等人介紹粒子對撞機的基本情況。

    不管怎麼說為了建造這座超大型的粒子對撞機,海神基地這邊耗費了巨大的資源並佔用了龐大的建造產能,如果不能講出個所以然來,未免太說不過去了。

    「艦長,還有顧問團的各位成員,眼前這座超大型構建就是即將進行實驗的超大型粒子對撞機,它由七個加速環構成,粒子從第一個加速環的入口進入后,我們通過磁場對它們進行篩選與加速,並將它們加速到一定速度後進入第二個加速環……」

    「就這樣,等七個加速環全部結束,粒子已經被加速到了非常快的速度,這時候我們打開通道讓其進入最後一個超大型加速環,這個加速環直徑三千千米,全長九千四百二十千米,粒子在裡面將被加速到無限接近光速,然後在碰撞艙內發生高速碰撞!」

    「由於速度足夠快,這些碰撞的粒子將被撞碎,原子核將會碎裂,變成中子、質子,甚至進一步碎裂,變成了更小的夸克……而我們則用高速攝像系統對這一過程進行捕捉。」

    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,然後轟的一聲,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。

    當然了,按照超對稱理論,基本粒子都有它的超對稱伴,這個超對稱伴就像基本粒子的伴侶一樣,在特定的環境下會出現,但目前條件來說,人類的粒子對撞機還未能觀察到超對稱伴,原因在於粒子的超對稱伴具有遠大於基本粒子的質量,它們的形成需要更加強大的功率,而我們的設備還無法「製造」出它們。

    這一次庄曉鶴領導開展的超大型粒子對撞機,除了探索更小尺度下的粒子組成外,還要驗證是不是能找到超對稱伴,驗證超對稱理論的正確性。

    「大概需要多久才能開始實驗?」

    周晨聽完介紹后笑著點了點頭,然後問道。

    「隨時都可以開始!」庄曉鶴一笑,面色淡定地說道,其實包括庄曉鶴在內,無數參與此項工程的科學家,都期待著超大型粒子對撞機的運行。

    「那就馬上開始吧!」周晨說完,現場立刻開始了緊張的忙碌。

    一切準備就緒后,周晨等人走到控制台前,此時控制台上正顯示著加速器各個重要環節的參數。

    「因為是第一次啟動加速器,我們先從加速一萬個質子束開始!」

    庄曉鶴點點頭,細緻地為大家解釋。

    同樣是加速粒子,可以採用加速質子束,也可以加速單個質子,通常科學家們都採用加速質子束的形式,這主要受限於科技水平,如果能夠加速單個質子,那麼同樣的能量供給就可以得到更加快速的碰撞粒子,不過問題在於單個質子不好實現!

    庄曉鶴說採用一萬個質子束開始,這意味著地球艦隊起碼掌握著分離一萬個單獨質子的能力!這已經是非常精妙的微觀操作了。

    「地球艦隊超大型粒子加速實驗,第一次實驗正式開始!」

    隨著庄曉鶴的指令下達,分佈在九千四百二十千米巨大環形上的二十座聚變反應電站點火燃燒,龐大的能量瞬間充溢整個能量艙。

    「磁場啟動完畢,現在釋放質子束!」

    轟!

    隨著閘門開啟,首批兩組一萬個質子宛若奔騰到海的無數魚類,瞬間開心地沸騰起來。

    它們在磁場的作用下開始作彼此相向的高速運動,速度不斷加快,不斷加快!很快便達到了0.99倍光速!

    要知道質子是一類具有質量的粒子,它實際上就是單個裸露的氫原子核。但凡是有質量的物體,在加速的過程中質量總是會逐漸增大的,舉一個例子,當我們把一個物體加速到0.9倍光速的時候,實際上它的質量會增加一倍還多!

    這時如果我們還要增加它的速度,依據動能守恆的原則,我們將要給予它更多的能量才行!

    這就導致物體越是加速到接近光速,它的質量增加也就越明顯,所需要的外界能量也就越多。

    當它無限加速到接近光速時,它的質量是無限大的,這時再要加速,所需的外界能量也是無限的,而現實中我們不可能提供給它無限的能量,於是它便永遠都不可能真的加速到光速!

    道理就在於此。

    其實這裡還有一個誤區,我們一直都說無法加速到光速,並不是說簡單地認為光速最快,永不可超越。事實上光速在不同的環境下也是不一樣的。嚴格來說,這裡的無法達到光速,只是一個形象的比喻。

    因為我們的宇宙其實是有一個上限速度的,這個上限速度可以理解為宇宙的基本規則,只要在這個宇宙內,任何具有質量的物體,都無法達到這個上限速度,原因便是上面所說的——加速過程伴隨質量增加,需要額外的無限能量。

    不過,靜止狀態不具有質量的物體,是可以達到這個上限速度的,比如說光子,它就沒有質量,所以光速達到了這個上限速度,因為光速比較形象易懂,於是我們推廣一下,就有了比較「白話」的說法——認為沒有任何物體可以超過光速。

    同樣達到這個上限速度的還有膠子、理論中的引力子,以及近似質量為零的中微子等等。

    ……

    實驗還在繼續,當質子束被加速到99.99%倍光速時,第一級和第二級連介面被打開,質子束由第一級加速環進入到了第二級加速環中,經過又一次加速后,進入到第三級,然後第四級、第五級……直至進入最終的對撞大圓環。

    此時,質子束的速度已經與光速只有極少的差距,並且在一圈一圈的加速中,它們之間的差距還在不斷縮小。

    「理論速度已達到碰撞要求,現在讓迴環中相向的兩束粒子進行撞擊!」

    「通道開啟,碰撞艙數據採集系統準備就緒!」

    隨後,兩組方向相反的質子束高速奔騰咆哮,轟隆一聲,在碰撞艙中發生了激烈碰撞。

    這一刻,它們所釋放的能量超乎了人類的想象,只不過這一過程發生得極短,所產生的高能區域也被限定得十分狹小。

    整個碰撞過程或許只持續了一皮秒,或者一飛秒(十的負十五次方秒),總之持續的時間非常的短暫。

    在碰撞的剎那,懷有極高動能的粒子瞬間化為粉末,一個近乎宇宙大爆炸的場景在狹小的空間範圍內瞬間爆發,於是這一剎那的工夫碰撞艙內誕生了一個小型的黑洞,只不過這個黑洞太小,小到按照黑洞理論,它只持續了極短的時間便「轟」的一聲化為灰燼……

    「數據採集完畢,正在通過量子計算機規劃粒子路徑圖。」

    隨著計算機高負荷的工作,很快一副描述碰撞后各種粒子爆發的圖片呈現在了顯示屏中。

    這些粒子數量很多,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……

    工作人員對這些粒子進行一一歸類,一邊統計歸類,一邊彙報道:「發現標準粒子模型所預言的六十種基本粒子,啊,發現一種自旋為零、沒有電荷的粒子,這是標準模型中的最後一種粒子——希格斯玻色子!」

    希格斯玻色子是標準模型中的最後一種粒子,俗稱上帝粒子,按照希格斯機制,它是賦予物體質量的關鍵性粒子,發現它,意味著證明希格斯機制的正確。

    一直以來,人類科學家一直在尋找希格斯玻色子的存在,希望通過它來證明對稱性缺失過程中賦予物質質量這一理論的關鍵性證據。

    當然,現在發現希格斯玻色子已經不是太令人激動的事情了,因為前人已經發現過,後人再去重複實驗,便沒有多少轟動性。

    「下面進行第二次實驗,加速兩組各五千個質子束!」

    實驗很快又開始,隨著轟隆一聲響,實驗數據通過觀測器迅速抵達高性能的量子計算機中。

    接下來又有第三次實驗、第四次實驗,直到最後,周晨他們加速的粒子變成了十幾個質子組成的質子束。

    實驗獲得的數據越來越豐富,每一次碰撞,都有海量的數據抵達,若不是更新了量子計算機的級別,以老式量子計算機的計算力,能否應付瞬間爆發的如此海量的信息當真是個未知數。

    在經歷了無數次實驗之後,周晨他們分析實驗的數據時發現了一個奇妙的現象。

    他們在每次碰撞中都發現了希格斯玻色子的存在,不過這些希格斯玻色子有細微的差異,現在還無法認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大家族。

    而另一個奇妙的現象則在於,當兩組被加速的質子束髮生碰撞之後,最後計算質量盈虧時卻發現,初始質量為2的質子束,在碰撞之後重新擬合出來的新質量卻達到了2.05,居然多出了0.05的質量。

    質量為什麼會增多,這意味著在碰撞瞬間所製造的極端環境下,有多餘的能量通過質能方程逆向轉變為了物質,這與宇宙大爆炸初始階段能量凝聚為物質是同理的。而這些能量(物質)的來源也是毋庸諱言,是加速階段外界賦予給質子束的動能。

    與此同時,周晨他們還觀察到了另一個現象,那就是在碰撞的瞬間發生了「正反物質產生,並快速湮滅」的場景。

    這些都是極其寶貴的數據!(未完待續。)



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