作者:新手钓鱼人
二则是纯氙的制取非常困难。
目前有100个国家可以制取纯度在99.00%以上的纯氙,但能够制取99.98%的国家嘛……
有且只有五个:
霓虹、海对面、毛熊、兔子以及瑞典。
嗯,瑞典。
所以呢。
目前弱作用框架基本上,不会讨论纯氙的情况——因为我们所说的暗物质属性框架是生活范畴,精度是不同的。
由于4000吨的水基液体闪烁体灌注起来需要很长很长的时间。
因此趁着空隙,季向东便向众人介绍起了具体的实验方案——这么多大佬来锦屏可不只是为了看戏,更是为了审计实验的误差。
“各位院士,我们的准备是这样的。”
操作台边。
季向东拿着一块写字板,飞快的在上面画着示意图:
“正常情况下来来说,原子退激发的时候会产生光子,所以在设备底部放上一个光子探测器去接受直接闪光信号就行了。”
季向东说着,在【直接闪光信号】上画了个圈。
同时边上标注了一个字母:
L1。
接着他顿了顿,又继续说道:
“但考虑到暗物质和液氙作用后,传递能量是一个非常复杂的过程,不可能那么顺利。”
“所以我们在在气-液表面与探测器顶层的光电效应管之间设立了另一个电场。”
“这个电场的强度为10000V/cm,在这个强电场下,电子被加速轰击氙原子,这样就能够让电致发光现象被顶部的光电效应管接受了。”
“顶部光电效应管接受到的信号,我们称之为L2。”
“有了这两组信号,基本上就可以确定最终的结果了。”
季向东的介绍用人话……错了,通俗点的解释来说就是……
放一盆水,然后把孤点粒子往里头塞进去,发亮的话就是暗物质。
当然了。
这只是一个比喻,实际上要比这复杂很多很多。
待季向东介绍完毕后。
此前那位来自华夏高能物理研究所、曾经审过赵政国通讯稿的老院士想了想,提出了一个问题:
“小季,方案倒是可行,但是放射性背景的影响该怎么消除呢?”
“虽然锦屏实验室的环境很‘干净’,但依旧会有一些普通的放射产生电磁相互作用,从而发出放射信号。”
“无论是暗物质信号还是放射信号,载体都是光子,观测设备可不会管它们的源头是什么。”
“如果研究的是其他物质还好说,但暗物质的特殊性在那儿,所以这种误差必须要避免才行。”
听到老院士这番话。
其余众人也赞许的点了点头。
老院士的全名叫做周绍平,今年也快85岁了,属于华夏高能物理当之无愧的拓路者。
他所说的放射性背景并不是在挑刺,而是一个必须要考虑到的问题。
毕竟今天他们的验证数据,可能关系到华夏建国以来高能领域最重要的一个成果,怎么谨慎都不为过。
季向东显然也早就想到了这点,很是从容的继续在写字板上解释了起来:
“周老,您说的情况我们也考虑过,实验室方面事先便准备好了一套应对方案。”
“正如您所说,普通的放射线有电磁相互作用,所以与氙原子的核外电子反应较多,而与氙原子核反应较少。”
“因此它们主要会使氙原子发生电子反冲,所以在某个时间段内,L1信号的计数会较少。”
“由此我们准备从这里切入,通过ΛCDM算法去比较L1和L2的阶段性差值,以此区分暗物质信号与普通的放射信号,从而降低放射性背景的影响。”
“ΛCDM算法?”
周绍平重复了一遍这个词,眉头不由微微皱起了些许。
所谓ΛCDM。
它读法其实是Λ-CDM,属于量子场论的一种模型。
ΛCDM中的Λ代表暗能量,CDM则代表冷暗物质。
量子场论发展于上世纪60年代到70年代,以非常简洁的形式解释了当时已经发现的基本粒子。
到2012年希格斯玻色子发现为止,标准模型预言的所有粒子均被发现,量子场论的某些预言与实验结果的偏离度甚至小于亿分之一。
但作为量子场论延伸出的暗物质情景模型,ΛCDM就比较拉跨了。
截止到目前。
它与现有宇宙模型描述的误差,大概在百分之三左右。
在微观领域,这其实是一个不小的差值。
没办法。
科学界对于暗物质的认知实在是太浅了。
更关键的是……
上头曾经说过。
在液氙这个情景中,暗物质的的命中率是1/100000000000000000000。
模型本身有误差,命中率又不确定。
因此季向东所谓的‘阶段性差值’,其实基本上就是一个伪命题。
举个例子。
如果模型正确,并且命中率高,那么应该会出现这么一个结果:
报告分成20个区间,每隔4个区间便有一个波峰——也就是发生了碰撞。
周期固定,到时候只要比较波峰差异就行了。
但由于模型不正确的缘故,到时候实际出现的结果可能是这样的:
依旧是20个区间,1-4区间平滑,5区间有个凸起,然后6-14全平滑,15、17产生了凸起……
没有周期性的波峰波谷,几乎无法消弭放射性背景的影响。
所以这个方案虽然可行,但绝对谈不上有多精确——至少配不上暗物质这个概念所应有的精度。
这些大佬今天聚集到这里,明显表明了上头的一个态度:
暗物质必须要尽快完成复验,然后进行公布。
背后的原因周绍平不了解,也许是侯星远在从潘院士那边得知了他们想来锦屏后的临时起意,也许是更高层的其他一些想法。
总之现实就是如此。
因此他们不存在什么先用普通手段验证一轮、过个把月再进行更精密复验的可能——他们现在进行的,就是期末考。
否则要完成普通复验的话,大可不必如此大费周章。
想到这里。
周绍平不由看向了季向东,对他问道:
“小季,这部分方案能不能再优化一点儿?”
季向东斟酌片刻,脸上露出了一丝难色。
很明显。
周绍平的这个问题,一时半会儿显然做不到。
这倒不是说季向东能力不足,或者锦屏实验室这个国之重器就这水平。
而是因为孤点粒子太特殊了。
之前提及过。
目前业内最火热的暗物质候选一共有两个微粒。
一是惰性中微子——普通中微子是热暗物质,那么比较‘懒惰’的中微子,理论上应该就符合冷暗物质的要求了。
二就是WIMP。
WIMP完美契合了超对称模型,理论相当优美,折服了大多数物理学家。
对了。
此前在介绍WIMP的时候,曾经说过科院有一位很喜欢仙侠小说的老教授,给WIMP取了一个【道标】的绰号。
此人正是周绍平。
总而言之。
由于这玩意儿在模型上实在是太合适了,于是这几十年来,无数全世界最优秀的实验物理学们都在沿着这个方向寻找暗物质。
结果呢?
科大不声不响的发现了一个孤点粒子,同时由于4685Λ超子的伴生性质,和此前所有的研究方向截然不同。
这个情况落到现实,最直观的反应就是……
许多事先为WIMP的设备突然没用了。
如果说时间充足那还好说点,大不了群策群力调试一下设备,一两个月后说不定也能用上。
但别忘了。
锦屏实验室收到这消息的时间也就二十多个小时。
同时由于暗物质的特殊性,科院乃至更上头不可能会再给那么多的时间来准备——否则大家也不会急乎乎的跑到锦屏了。
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