Глава 171. Перезапуск эксперимента по столкновению •
Десятого октября, когда работяги, проведшие национальный праздник, вернулись к работе, Сюй Чуань, находившийся за десять тысяч миль, также приветствовал перезапуск Большого адронного коллайдера LHC.
Десятидневное техническое обслуживание и ремонт наконец-то завершены, и начался этап окончательной подготовки.
Бесчисленные физики собрались в ЦЕРНе, ожидая этого эксперимента.
С одной стороны, все ждали, смогут ли последние данные столкновений правильно подтвердить "наиболее идеальный канал поиска распада взаимодействия Хиггса с тяжелыми кварками третьего поколения", рассчитанный Сюй Чуанем.
Если это удастся, то для ЦЕРНа, или, можно сказать, для всего сообщества физики высоких энергий, это будет серьезным изменением.
Математика идеально интегрируется в физику, управление математическим расчетом информации о столкновении частиц - это просто потрясающе.
Для сообщества физики высоких энергий, если этот метод окажется успешным, то он будет иметь ценность для продвижения.
Любая лаборатория будет готова потратить немного умственных усилий, чтобы сэкономить миллионы или даже десятки миллионов средств на исследования столкновений для коллайдера.
Это похоже на первого человека, съевшего краба, хотя это может быть трудно, но как только кто-то сделает это первым, последователям всегда будет намного легче.
С другой стороны, данные, полученные в результате эксперимента по столкновению частиц высоких энергий для изучения определенной частицы или явления объекта, не обязательно все относятся к целевой частице или целевому явлению.
При случайном столкновении пучков частиц всегда возникают какие-то странные или ранее не обнаруженные новые вещи.
Хотя подавляющее большинство новых открытий бесполезны, это не может остановить любопытство физиков к новому миру.
Особенно сейчас, когда последняя доска стандартной модели уже заполнена, физическое сообщество еще больше жаждет открыть что-то за пределами стандартной модели.
А данные, полученные в результате эксперимента по столкновению, полезны ли они, выходят ли они за рамки стандартной модели, необходимо определить после обсуждения физиками.
Можно даже сказать, что для исследователей ЦЕРНа и физиков из разных стран вторая сторона вопроса более привлекательна.
Если будет подтверждено, что новое открытие имеет большую ценность, оно может даже изменить установленный исследовательский план ЦЕРНа и стать следующей исследовательской целью Большого адронного коллайдера.
Как и бозон Хиггса, в XXI веке он всегда был одной из главных исследовательских целей ЦЕРНа.
Не только для завершения стандартной модели, но и для изучения и открытия происхождения массы, поля Хиггса, темной материи и темной энергии.
Большой адронный коллайдер LHC вступил в завершающую стадию подготовки, войска Швейцарии и Франции, дислоцированные в ЦЕРНе, с большим опытом оттеснили туристов или организации по защите окружающей среды, пришедших на "экскурсию".
Затем вытащили "талантов", которые неизвестно откуда проникли в ЦЕРН, и даже проникли в подземный туннель коллайдера.
Ничего не поделаешь, кто виноват, что предыдущий руководитель ЦЕРНа был "милашка".
В 2007 году, когда LHC еще не был модернизирован, руководителем Европейской лаборатории атомной энергии был не нынешний профессор Дэвид Гросс, а другой милашка, который любил пошутить.
На пресс-конференции, открытой для публики, он с гордостью хвастался тем, что LHC создал миниатюрную черную дыру.
Хотя позже он также объяснил, что такая миниатюрная черная дыра может существовать в туннеле столкновения менее 0,000001 секунды после появления и не представляет никакой опасности для Земли, но все же вызвал большой ажиотаж в то время.
В то время присутствовало немало журналистов СМИ, и эти слова, которые должны были хвастаться мощностью оборудования LHC, в конечном итоге были искажены этими недобросовестными СМИ в различные версии новостей.
Сообщения типа "ЦЕРН создает черную дыру, Земля скоро будет поглощена, человечество скоро погибнет", "Большой адронный коллайдер создает черные дыры, эти черные дыры могут вырасти и поглотить Землю" распространились по Интернету и различным газетам и журналам того времени.
Это сразу же вызвало панику среди "необразованных" простых людей в Европе.
Вдобавок к этому, некоторые бездельники собрали информацию о землетрясениях, наводнениях и других стихийных бедствиях, произошедших по всему миру во время запуска LHC.
Сравнив время, западные люди стали еще больше верить, что LHC разрушит Землю и вызовет гибель человечества.
А потом начались уличные демонстрации и протесты.
Некоторые бесстрашные даже пытались всеми способами проникнуть в подземелья ЦЕРНа, чтобы разрушить Большой адронный коллайдер.
Это явление, не говоря уже о настоящем времени, даже через десять лет все еще будет в ЦЕРНе.
Поэтому Швейцария и Франция позже разместили здесь войска, и каждый раз перед началом эксперимента сначала проводили зачистку.
Чтобы какой-нибудь идиот не пробрался в подземный коллайдер.
Не говоря уже о повреждении Большого адронного коллайдера, даже попадание под удар работающего ускорителя - это серьезное дело.
Не каждый - Анатолий Бугорский, который смог выжить до старости после попадания пучка высокоэнергетических частиц в ускорителе частиц.
В нормальных условиях, если попасть под удар пучка высокоэнергетических частиц, летящего почти на высокой скорости в Большом адронном коллайдере, то в следующем месяце на могиле уже вырастет трава.
И если на LHC произойдет такой инцидент, то, вероятно, он будет закрыт из-за демонстраций и протестов, по крайней мере, на некоторое время.
Даже если это не вина ЦЕРНа, и возле Большого адронного коллайдера полно предупреждающих знаков.
Конечно, этот неожиданный инцидент с черной дырой принес ЦЕРНу не только плохие новости.
То, что коллайдер может столкнуться с черной дырой, может вызвать панику у простых людей, но для государства это другое дело.
Последующая модернизация LHC частично связана с этим.
Ведь для государственного уровня черные дыры имеют огромную притягательную силу.
В 9:30 утра начался эксперимент по столкновению, связанный с явлением связи Юкавы Хиггса с тяжелыми кварками третьего поколения.
Огромный электрический ток хлынул из линии в Большой адронный коллайдер. Сверхпроводящие магниты, охлажденные до сверхнизких температур жидким азотом и гелием, создают сильное кольцевое магнитное поле, а затем используют электрическое поле для ускорения заряженных частиц.
Заряженные частицы, ускоренные после движения в магнитном поле, подвергаются силе Лоренца, сила Лоренца заставляет заряженные частицы совершать круговое движение, тем самым реализуя многократное ускорение для приближения к скорости света.
Это принцип работы коллайдера.
Но микроскопические частицы также подвержены релятивистским эффектам, их скорость может только постоянно приближаться к скорости света, но не может достичь скорости света.
И с увеличением скорости релятивистская масса частиц увеличивается, отношение массы к заряду увеличивается, что делает ускорение все более трудным.
Кроме того, этот принцип определяет, что только заряженные частицы могут ускоряться в коллайдере, такие как электроны, позитроны, протоны и антипротоны и так далее.
Только то, на что может повлиять сильное кольцевое магнитное поле, может быть использовано для экспериментов по столкновению.
На самом деле это немного похоже на технологию управляемого ядерного синтеза.
Конечно, это только с базовой точки зрения, если говорить о реальных деталях, то разница между ними все же довольно велика.
Два пучка высокоэнергетического света, несущие более триллиона электрон-вольт, непрерывно движутся, ускоряются и сталкиваются в точке пересечения в ускорительной трубе длиной двадцать семь километров, создавая сильное и яркое сияние. Эти лучи улавливаются детекторами, расположенными в точке пересечения, а затем превращаются в данные и энергетические спектры.
По мере работы LHC каждую минуту и каждую секунду появляется большое количество данных экспериментов по столкновению.
Сюй Чуань (Сюй - фамилия, Чуань - имя) был очень заинтересован в первом эксперименте по столкновению, который можно считать главным после перерождения.
Он стоял в лаборатории на передовой вместе с сотрудниками ЦЕРНа, рядом с ним стояли три академика, возглавляющие команды из Нанкинского университета, Хуачжунского университета науки и технологий и Шанхайского университета транспорта.
Это передовая линия приема данных столкновения частиц коллайдера, любые данные, захваченные детектором, будут отображаться на экране здесь.
Если вы хорошо знакомы с областью высоких энергий и математическим анализом, то этих исходных данных достаточно, чтобы вы что-то заметили.
И в этом отношении Сюй Чуань не будет скромничать.
Не говоря уже о первом или втором месте в мире, но, по крайней мере, в первой пятерке.
Ведь в прошлой жизни он обнаружил так много вещей с помощью этого коллайдера под ногами.
Аксиальные частицы, темная материя, темная энергия, стерильные нейтрино и так далее, в течение следующих десяти с лишним лет, благодаря этим открытиям и соответствующим теориям, он был назван первым человеком в современной физике.
И даже если посмотреть на всю современную историю, то впереди него только три великих человека: Ньютон, Эйнштейн и Максвелл.
Ньютон с классической механикой открыл новую эру в физике, эру классической физики.
Эйнштейн с теорией относительности как одной из главных опор современной физики открыл новую эру современной науки и техники.
А Максвелл с классической электродинамикой открыл информационную эру.
Что касается его, то он ниспроверг традиционные физические правила, основанные на темной материи, темной энергии в сочетании с теорией гравитонов, и переписал понимание и определение материи людьми.
Хотя после этого он не успел продолжить исследования, и даже не успел изучить, как захватывать и использовать темную материю и темную энергию, как был отправлен обратно на родину.
Но достижения, которые он открыл, по-прежнему сияют во всем мире.
На экране лаборатории на передовой данные, полученные коллайдером частиц под ногами, отображают точки сигнала.
Сюй Чуань с интересом уставился на экран, наблюдая за данными, наполненными чувством знакомства.
Если бы это было в прошлой жизни, то в большом количестве сигнальных данных он, возможно, был бы немного сбит с толку.
В конце концов, эти данные являются лишь исходными данными, прошедшими только предварительную обработку, плотными, громоздкими и повторяющимися.
Но после перерождения, неизвестно, связано ли это с тем, что в этой жизни он специализировался на математике, его чувствительность к математике значительно повысилась.
Это действительно неожиданный сюрприз.
Потому что, будь то математические исследования, физические исследования или исследования материалов, все они требуют немалых математических способностей в качестве основы.
Конечно, полагаться на эту чувствительность, чтобы найти данные о явлении связи Юкавы Хиггса с тяжелыми кварками третьего поколения в лаборатории на передовой, практически невозможно.
В конце концов, эти данные еще не прошли обработку суперкомпьютером, они содержат различные примеси и бесполезные данные.
Сюй Чуань знал об этом, поэтому, посмотрев некоторое время, перестал обращать внимание.
Эксперимент по столкновению был перезапущен в октябре, эксперимент, связанный с явлением связи Юкавы Хиггса с тяжелыми кварками третьего поколения, длился целых два дня.
За эти два дня коллайдер сгенерировал данные, исчисляемые триллионами, и большая часть этих данных будет отфильтрована суперкомпьютером и отброшена.
Оставшаяся часть будет снова обработана и отправлена в базу данных для использования экспертами по физике по заявке.
В этом эксперименте первыми, кто подал заявку на данные столкновения, естественно, были три университета Китая.
Это было предопределено.
В конце концов, наиболее идеальный канал поиска распада связи Юкавы Хиггса с тяжелыми кварками третьего поколения был рассчитан Сюй Чуанем, у него есть определенное право голоса и право распоряжаться.
Однако, помимо трех университетов Китая, другие университеты и лаборатории также подали заявки на данные столкновения и получили одобрение.
Это может показаться несколько предвзятым, но в ЦЕРНе это вполне нормально.
Если бы наиболее идеальный канал поиска распада связи Юкавы Хиггса с тяжелыми кварками третьего поколения был исследован американским или европейским ученым.
Когда они получат право на использование первой партии данных, Китай также может подать заявку на обработку первой партии экспериментальных данных.
Конечно, не факт, что удастся заполучить.
В конце концов, в ЦЕРНе так много физиков, что все подают заявки на интересующие их проекты, а после подачи заявки ЦЕРН распределяет их в соответствии с вашим вкладом и предыдущими исследованиями.
Кроме того, данные, рассчитанные двумя или тремя различными исследовательскими группами, могут использоваться для взаимной проверки, чтобы обеспечить правильность данных.
Хотя право подписи всегда получает только первая группа, представившая отчет о приемке и получившая одобрение, в ЦЕРНе все так реально и жестоко.
Эксперимент завершен, данные столкновения, обработанные суперкомпьютером, передаются группам, подавшим заявки на эти экспериментальные данные.
Помимо трех университетов: Нанкинского университета, Хуачжунского университета науки и технологий и Шанхайского университета транспорта, заявки на данные столкновения также получили сотрудники Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми в США и Немецкого электронного синхротронного исследовательского института.
В конце концов, с теоретическими расчетными данными Сюй Чуаня вероятность обнаружения явления связи Юкавы Хиггса с тяжелыми кварками третьего поколения в этот раз очень высока, нет причин не войти и не разделить кусок пирога.
Если судить по силе трех групп, то Национальная ускорительная лаборатория имени Ферми в США занимает первое место, Немецкий электронный синхротронный исследовательский институт - второе, а три университета Китая - третье.
Однако, по сравнению с ними, Нанкинский университет имеет опыт анализа данных столкновения связи Юкавы Хиггса с тяжелыми кварками третьего поколения. Кроме того, Сюй Чуань является автором теоретических расчетных данных, поэтому можно сказать, что две другие лаборатории и исследовательские институты обречены на провал.
После распределения данных исследовательская группа, сформированная тремя университетами Китая, немедленно приступила к работе.
Три академика + один кандидат на премию Филдса + несколько официальных исследователей ЦЕРНа в сверхроскошном составе, плюс аспиранты, докторанты и даже профессора университетов в качестве резервного источника энергии, предопределили, что анализ экспериментальных данных в этот раз будет невероятно быстрым.
В режиме сверхурочной работы всего за неделю были полностью нарисованы все графики Далитца.
После того, как графики Далитца были нарисованы, и после проверки и подтверждения отсутствия ошибок, Сюй Чуань и три академика даже не успели отпраздновать, как сразу же подали заявку в ЦЕРН на проведение совещания по приемке отчета.
Хотя они знали, что две другие лаборатории не смогут так быстро получить результаты, они все равно беспокоились.
В конце концов, если бы другие лаборатории перехватили результаты в этот раз, это было бы ужасно.