我们距离发现暗物质还有多远,小姜杂谈

2019-07-30 19:16 来源:未知

上周总算上线的 LHC,是人类有史以来造价最昂贵的一台纯实验器材,达 60 亿美元。在物理学家们的欢呼声和世界毁灭论者的叫骂声中,其实还有第三种声音:怀疑这种投资值不值得的怀疑论者。会有这种论调并不难想象,毕竟 LHC 根本不知其目的为何。「扩展人类的知识」?「证明超对称的存在」?「找出宇宙的起源」?不管科学家多兴奋,画出的愿景多美丽,事实是地球并没有因此而成为更美好的地方,60 亿美元只是拿来证明一些理论的真伪,对你我来说的意义跟冲进水沟里没什么两样。或,真的是这样吗?

从LHC(中文名“欧洲大型强子对撞机”)初次启动测试至今,也已经有11年的时间了,这些年里LHC发现了“希格斯玻色子”,也就是大家所熟悉的“上帝粒子”,而现在科学家们也尝试用LHC进行更加重要的研究,也就是探索暗物质的存在。

摘要: 欧洲核子研究中心(CERN)7月4日在瑞士日内瓦和澳大利亚墨尔本召开“高能物理跨州视频会议”,CERN主管罗尔夫·豪雅表示,他们发现了一种新粒子,而这种粒子很可能就是寻找多年的“上帝粒子”──希格斯玻色子 ...欧洲核子研究中心(CERN)7月4日在瑞士日内瓦和澳大利亚墨尔本召开“高能物理跨州视频会议”,CERN主管罗尔夫·豪雅在会议上表示,他们发现了一种新的粒子,而这种粒子很可能就是寻找多年的“上帝粒子”──希格斯玻色子(Higgs boson)。计算机6月10日作出的LHC中的希格斯玻色子模拟图。(MSNBC图)什么是希格斯玻色子?自然界中物体之间的相互作用力可以划分为4种,即引力(重力)、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力。在爱因斯坦的相对论解决了重力问题之后,理论物理学家开始尝试在微观物理中建立统一的粒子模型,以解释通过后3种力相互作用的所有粒子,该模型被称为标准模型,物理学家把基本粒子分为夸克、轻子和玻色子3大类,并预言了62种基本粒子的存在。该标准模型中的61种基本粒子都已经被实验证实存在,希格斯玻色子是标准模型中唯一一种未被发现的基本粒子,它也是电子和夸克等形成质量的基础,被称为物质的质量之源。其他粒子在希格斯玻色子构成的场中,受其作用生成惯性,从而有了质量。如果该粒子真的是质量之源,那么这种“上帝粒子”将是人类认识宇宙的一面最直接的镜子:因为如果作为质量之源的它确实存在,物理学家就可能因此推测出宇宙大爆炸时的情景以及占宇宙质量96%的暗物质(包括暗能量)的情况。为了发现希格斯玻色子,也为了探索宇宙的起源,世界各国共同资助欧洲核子研究中心兴建了了LHC。该设备位于瑞士和法国边境地区地下100米深的隧道中,总长约27公里。LHC上主要有4套大型实验装置,其中使用液体探测器的紧凑缪子线圈(CMS)装置是专门用来寻找希格斯玻色子和宇宙暗物质的,而使用晶体(双光子道)探测器的超面环仪器(ATLAS)装置则被用来寻找额外维度和质量起源(而质量起源同希格斯玻色子息息相关)等新物理学问题。会议结果震惊世界由于很多粒子的存在时间非常短,无法被观测到,所以物理学界一直利用最后观测到的光子等其他粒子来反推它们是由什么粒子衰变而成的。CMS发言人Joe Incandela在会议上演示了观测数据,并给出了根据该数据进行运算的最终结果。Joe表示,“正是由于LHC今年的出色表现,使得‘今天’的结果成为可能。”根据双光子事件、双Z玻色子和4轻子事件的观测结果证明,CMS已经观测到了一种新的粒子,“虽然是初步的结果,但数据很是很给力!”他表示,该玻色子质量在125.3±0.6京电子伏(GeV),置信区间为5个标准差(即有99.99994%的可信度表明该粒子存在),根据此前顶夸克发现的前例(发现该粒子时,置信区间也是5个标准差),可以宣布发现了新粒子。随后ATLAS主管Fabiola Gianotti女士也在发言中表示,他们项目也发现了新的玻色子,质量为126.5GeV, 置信度为5个标准差。但她表示,这只能证明ATLAS观测到了新的粒子,究竟是不是希格斯玻色子还有待确认。但是给出的数据表明,ATLAS观测的新粒子与标准模型语言的希格斯玻色子相符的置信度已经达到了4.6个标准差──已经相当接近可以宣称为发现的5个标准差了!二者的发言均引来了在场观众经久不息的掌声,CERN研究总监Sergio Bertolucci表示,“很难不为这些研究成果感到激动。我们去年曾表示,到2012年,要么发现新的疑似希格斯粒子,要么推翻整个标准希格斯模型。我们正处在一个关键节点:新粒子的发现,将使我们将来能够对实验数据进行更加详尽的解读。”希格斯玻色子理论的创始人皮特·希格斯教授也应邀出席了此次会议,这位83岁的英国老人兴奋的像个孩子,他向整个CERN表示了祝贺:“恭喜你们做出了伟大的成就。很高兴我能在活着的时候看到这一天的到来。”究竟是不是希格斯玻色子?理论物理学家霍金肯定对今天的结果很不高兴,因为他认为人类在很长一段时间内不可能发现希格斯玻色子。不过他为此打赌的100美金还没有输掉,因为今天的会议依然无法证实,发现的粒子就是希格斯玻色子无疑。Joe和Fabiola在会后的新闻发布会上反覆向媒体表示,今天的结果只能证明我们发现了符合标准模型的新玻色子,这种玻色子究竟是什么,我们还无法确认,但CERN总监罗尔夫·豪雅表示“我们发现的是一种新粒子(不一定是希格斯波色子),这才是让我们激动的地方”。CMS小组也在其网站上表示,虽然我们发现了符合希格斯玻色子基本模型的粒子,但并没有确认发现希格斯玻色子,因为我们仅仅关注了该粒子的质量本身,它可能是其他具有该质量的粒子。为了确认我们所发现的就是希格斯玻色子,我们还需要确认它的自旋为0,正确的耦合比等等。这些将是我们今后的工作,但这个发现依然让人激动。是的,无论确定与否,这都将是本年度甚至是今后十年间物理学界最重要的发现。罗尔夫·豪雅先生在会议结束前深情地向世界各地的科学家和爱好者表示,今天的成就是世界各国共同努力的结果(中间插一句,中国也在此项目上贡献了大量的人力物力),正是因为世界共同出资建设LHC以及配套的实验、计算设施,才有了今天的成功。“今天是历史性的里程碑,但仅仅是个开始”,“世界各国依然要在今后的工作中通力合作”。正如CERN官方宣称的那样:“希格斯玻色子触手可及”──“我们对宇宙的理解,将要改变!”

本部电影中行动的主旨目的是:
a. 太空科研
b. 探索未知生命
c. 太空旅行
d. 星际穿梭
e. 拯救人类
ghost 是谁?
a. 男主coop
b. 重力变异
c. they
d. 墨菲自己的幻想
哪颗星上存在大量的液态水?
a. Miller 所在的星
b. Dr. Mann 所在的星
c. Wolf Edmunds 所在的星
请问安妮海瑟薇所扮演的女主角说这句话“Love is the one thing that transcends time and space.”的目的是:
a. 表示她不要再理行了
b. 表示爱是比时间和空间更伟大的东西
c. 为了证明她去她男朋友wolf Edmunds的星球决定是正确的
Dr. Mann所说的话哪些是真的哪些是假的?
a. 地壳下有有机物
b. 空气里有氧气
c. Brand 教授并没有plan B.
vnsr威尼斯城官网,男主是怎么让他女儿知道他会回来的?
a. 怀表
b. 沙尘暴
c. 重力
老教授Brand 为什么要撒谎:
a. 他自己能力有限,运算出错
b. 他生命有限,死在找出结果前
c. 说服科学家们去寻找可居住的星球
根据最后的谈话,我们可以推测出男主最后会去做什么?
a. 安详晚年
b. 去寻找mrs. Brand
c. 种植玉米
b. 帮助地球人做宇宙研究

知识就像一颗树:理论是根,实验是干,应用是枝,成品是叶。我们今天享受的许多技术成果,都是很久以前为了无关的事情砸过大钱、砸过无数的时间,今天我们才能享受这些便利的。没有爱迪生的实验,哪来的电灯?没有原子弹的开发,哪来的核能发电?或者,没有 LHC 的前辈撞击器们,哪来的断层扫瞄?没有 CERN,哪来的因特网?事实是,从树根不会直接长出枝叶来。从假想的理论,必须要经过实验的认证和观察,才有可能知道理论的真假,以及是否有潜力成为影响全人类的技术、商品。LHC 的主要研究目标是找出「质量」和「重力」的来源与本质,对一般人来说这真的是一个很遥远的课题,不过谁知道呢?或许有一天大家都开着反重力车在天上飞的时候,会想起「还好我们花钱盖了 LHC」呢!人类是喜欢探索未知的生物,只是随着地表各处都被踏遍,太空竞赛时代又已经过去,已经很难有能够抓住全人类想象的探索活动。但正因为如此,当有真正值得人类探索的新事物出现时,我们才更应该珍惜,尽全力去开拓未知。最近的太空在头顶 100 公里远处,最深的海底在脚边 7 公里深处,而真理却在伸手可及处 -- 只要你愿意伸手。我认为这钱,花得值得。

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答案应该很明显。大家轻拍~
如果觉得eva老师的课堂很有意思的话,可以关注我的微信号“eva老师的写作素材”,直接跟我交流。每周平均更新三次,发送关于托福sat写作+听力内容。

而在最近几个月的时间里,LHC的研究人员们也有了更新一步的进展,通过对过去百万多粒子的碰撞数据进行整理后,找出了超对称暗物质最有可能的候选者,也就是超带电子、伴轻子和超对称底夸克,如果他们具有一定的特征,那么就可以被认定为暗物质的伙伴粒子,从而发现暗物质的存在。

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今天看完《星际穿越》感觉跟我们的托福听力结构非常相似,所以出几个题目给大家玩玩。以此证明:听力分不高不是你英语单词的问题,而是你理解的问题。

现在的大部分科学家进行的探索暗物质的实验,基本都是在最暗的地方进行。不少人都是把一个东西放到一个非常黑暗的场所,试图使暗物质粒子来撞击大型物体,因为从理论来说,暗物质粒子撞击物体后应该会产生闪光,这样的话就可以根据物质的性质和其发出的闪光,来推断出暗物质粒子的其他信息。

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俗话说,不想当听力老师的写作老师不是好老师。

正当研究进入到瓶颈后,有研究人员提出了用反推的思路来解决这个问题,也就是说利用现有所有已知信息来推断出更多未知的信息,而现在研究人员已知的最多信息便是LHC这些年来碰撞百万多个粒子后的统计数据,由此便诞生了一个想法:利用统计数据中碰撞所失去的横向动量的大小来进行反推。不过准确测量出统计数据中失去动量的大小是很耗费时间的,毕竟在LHC这种大量粒子重叠碰撞的密集环境中,把真实动量和虚假动量大小分开是很难的。不过科学的探索总是需要大量的时间来完成,所以虽然暗物质的探索并不如想象中顺利,但是仍然在缓步前进着。

不过在暗处探索暗物质的研究迟迟没有打开局面,LHC却与其相反的开始了在最亮的地方探索暗物质的研究。现在理论物理学家认为,LHC有可能创造出特定的暗物质粒子,也就是已知粒子的超对称伙伴粒子。这源于科学家们认为众多已知的粒子应该都具有一种超对称性,也就是说这些已知粒子都应该有还没被发现的“伙伴粒子”存在,像重力微子、光微子、胶微子这些都是猜想出的伙伴粒子,虽然超对称粒子已经被观测到,但是仍属于未被完全证实的状态中。

暗物质一直被认为是物理学中的最大谜题之一,不少科学家也都尝试去发现或者解释暗物质的存在。虽然暗物质一直没有被发现或者证实,但是大部分科学家依然相信其存在的可能,毕竟依靠现在的客观科学规律,很难找到其它解释来说明宇宙中大部分看不见的物质是什么。

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如果要问科学界距离发现暗物质还有多远,那么需要的时间一定不会太短,不过众多科学家在这条路上不断提出想法,否定又完善,不停搭建着探索暗物质的“塔楼”,相信未来的某一天,我们一定可以彻底搞清楚暗物质的存在,而现在LHC对暗物质的探索也取得了关键的突破,一切都走在正确的道路上。

而现在科学家们已经开始认为LHC会成为发现超对称粒子的关键因素,LHC在发现了上帝粒子后,也更加可以让人们相信它可以通过超高速对撞制造出超对称粒子。只不过从理论上来说,如果真的存在超对称粒子,那么这种粒子很有可能在衰变之前就飞出对撞机。因为现在LHC虽然观测到了超对称粒子,但只是看到了超对称粒子在衰变后转变为常见的粒子,所以如果超对称粒子是在衰变前就飞出了对撞机,就可以解释这种现象,只不过超对称粒子衰变前的情况就无法被观测到了。

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