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中国物理学家正在寻找一个不受中美摩擦影响的幽灵粒子

李亮追赶一个幽灵粒子。

近十年来,上海交通大学的粒子物理学教授每年夏季和冬季都会休假,参加一项未知的国际粒子探寻活动,在理想情况下,这将使爱因斯坦成为他的坟墓。

李不得不经常往返于中美之间。 所谓工程 Muon G-2实验位于芝加哥附近的费米国家加速器实验室(Fermilab)。 中国贡献了一些关键要素,包括探测系统核心的晶体。 从一开始,Li的团队就参与了该项目,从实验设计和硬件组装到计算机编码和数据分析。

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随着实验面临一个又一个技术障碍,中美之间的政治紧张局势升级。 中国团队必须比以往更长的等待时间才能获得签证。 然后,政府19号疫情爆发。

但是在几个月的延迟之后,4月7日,项目团队发布了其第一个里程碑发现。 数据表明,有一个幽灵粒子,概率为99.7%。

这还不是最终的数据来源-需要更多的数据以确保99.977%的确定性来确认一项新发现-但是全世界的物理学家已经很兴奋。 对于那些试图打破物理学最基本定律,寻求新力量,理解暗物质或在量子物理学和爱因斯坦宇宙之间架起桥梁的人来说,这种未知的粒子可能是数十年来最大的希望。

李肇星在周三的电话采访中说:“科学必须违反政治。”

费米实验室测试一直持续到2023年,如果以前没有发现证据,它将有来自七个国家的200多名研究人员。 例如,意大利为该项目贡献了将近10个团队。

他说:“没有哪个国家能独自做到这一点。”

物理处于危机之中。 由于爱因斯坦的相对论一般理论与控制小世界的粒子物理学标准模型之间存在巨大差距,因此物理学研究的整体格局在很大程度上没有变化。 诸如弦论之类的许多尝试都试图推翻爱因斯坦或标准模型。 没有成功。 他说:“物理学已经死了。” 自然 记者马克·布坎南(Mark Buchanan)在2008年引用了无题的诺贝尔奖获得者。

但是仍然有希望。 2006年,布鲁克海文国家实验室的研究人员在一项实验中发现,一种类似于电子但重200倍的分子在磁场中的行为却很奇怪。 标准模型似乎是由Mune由莫名其妙的粒子或力量推动的。 如果他们的观察是正确的,那么标准模型可能会崩溃,现代物理学的整个基础也会随之发展。

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但是实验中会犯错误。 在一个举世闻名的例子中,在欧洲这个世界上最大的碰撞中工作的科学家说,他们注意到粒子传播的速度快于光。 事实证明这是光缆故障的结果。 近几十年来,发生了许多类似的错误。

Muon g-2程序旨在避免此类错误。 在费米实验室(Fermilab),科学家们在最好的机器上重复了布鲁克海文(Brookhaven)实验。 这两个实验室的结果几乎相同。 这为粒子的存在提供了非常有力的证据。

但是,仍然存在一些不确定性。 一个来自欧洲,由14位物理学家组成的团队说,当前的标准模型中存在一个小错误。 校正后,模型的预测几乎与G-2测试结果相符。 换句话说,没有幻影粒子。

费米实验室的中国团队。 照片:李亮

但是许多物理学家对这一挑战提出了质疑。 在合肥中国科技大学学习的物理学家叶庞娇说,人们对全球研究界充满信心。

他说:“过去,当有人宣布一项重大发现时,大多数人对此表示怀疑。这次是不同的。”

您说:“自从2012年希格斯玻色子得到确认以来,标准模型已经变得完美。也完美。当理论变得非常有效时,就该将其粉碎了。”

尽管物理学家现在比以往任何时候都更有信心存在未知粒子,但他们对此一无所知。 通过G-2测试不能直接观察到该颗粒。 研究人员需要提出新的理论来解释它是什么,并设计新的实验以从物理上了解它。

李鹏说,他正在与中国的几支团队合作,以解决穆尼冲突。 当两个小狮子一起奔跑时,可能会出现未知粒子。 有几个可能造成冲突的候选地点,包括中国南部沿海省份广东省的湖州和东莞。 中国研究人员评估了不同技术方法的利弊。

介子有一些重要的应用。 粒子比电子更容易穿透物体,因此它们可用于检测组件或地球内部结构中的缺陷。 但是,由于介子的寿命很短,因此很难形成它们。

“我们必须创建大量粒子,然后在分解之前将它们彼此粉碎。这使我们拥有约64微秒的窗口。”一微秒仅是百万分之一秒的一小部分。

自疫情爆发以来,李光耀尚未访问美国,但双方的合作仍在继续收集数据。

“我们还与日本的同事一起工作。 他说:“那里可能有机会开始新的实验。”

“在爱因斯坦之前,有人说物理学已经死了。 他们说,将没有更多的重大改进,只有细微的改进。 他们被证明是错误的。 ”

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