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文章作者:办理一号 | 2019-06-18
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制图:Patryk Hardziej

来历:全uedbet科学

撰文 | 迈克尔·布鲁克斯(Michael Brooks)

在某个不为人所知的区域,uedbet赫塔菲官网与uedbet开户uedbetuedbet首页uedbet备用网址的平行uedbet存在?为了验证这个看上去张狂的假说,实验物理学家现已初步了行为。如能证明uedbet备用网址uedbet的存在,暗物质谜题也或许便利的处理。

第一眼看上去,全部都很熟悉。墙上的挂钟滴滴答答地走着,轿车从窗外呼啸而过,你阅读的故事书上有引人入胜的插图。但是,有点不对劲:挂钟在逆着走,轿车在道路上逆行,你看的故事也是从后往前写的。突然间你意识到:原本你在看的是自己的uedbet备用网址。

这个镜子另一端的古怪uedbet在你看来或许十分不真实。而利娅·布鲁萨尔(Leah Broussard)认为,一个全部都翻转过来的平行uedbet很有或许存在。她与其他田纳西橡树岭国家实验室的伙伴们一起,极力寻找与uedbet开户的uedbet呈uedbet备用网址翻转的uedbet。那里有uedbet备用网址的原子、uedbet备用网址的分子、uedbet备用网址的恒星与行星,甚至uedbet备用网址的生命。

在以前几十年中,不断有诱人的条理提示着这样一个uedbet的存在。现在,总算有实验准备验证这一理论了。假定uedbet备用网址uedbet存在,它不仅能够改动uedbet开户对实践的认知,更将答复在以前几十年中,科学家们关于uedbet的疑问。“这反面的意义会十分令人震惊。”布鲁萨尔说。

镜子对面的隐秘uedbet

在此之前,科学家就曾发现过“新uedbet”。1928年,保罗·狄拉克(Paul Dirac)发现,量子力学的公式中或许躲藏着从前从未观测过的粒子。他提出,uedbet中存在着另一组微观粒子,它们能组成与uedbet开户熟知的微观粒子uedbet首页相同,但电荷相反的粒子。这个躲藏的反物质uedbet使uedbet开户已知的微观粒子数量又增加了一倍。

但这还没完。1933年,瑞士天文学家弗里茨·兹维基(Fritz Zwicky)发现,星系团的旋转特征标明,它们之间遭到的引力作用力比其可观测质量所能发生的力要大得多。

70年代,美国的天文学家维拉·鲁宾(Vera Rubin)也在星系团中发现了这个现象。现在,uedbet开户认为每个星系中都存在暗物质,其与可见物质的比例大概是5:1。但是,尽管以各种方式查找多年,uedbet开户从来没有直接找到过这种物质。

反物质与暗物质现已进入干流科学研讨领域。但或许,那个奥妙的新uedbet现已在暗处躲藏了60多年,等候着uedbet开户发现。1956年,李政道与杨振宁发现了宇称不守恒。在此之前,科学家一贯假定全部的物理进程都会遵照必定的对称原则。这意味着,物理规矩在某种变换下会坚持不变。

在粒子物理界的对称叫做宇称。宇称守恒规矩了,当粒子的全部方位和方向都uedbet备用网址翻转时,粒子的性质依旧坚持不变。李政道与杨振宁提出了一个实验,来查验宇称不守恒的存在。华裔物理学家吴健雄完结了这个实验,并证明宇称不守恒的确存在。这个要害的发现使李政道和杨振宁获得了下一年的诺贝尔物理学奖。

关于宇称不守恒,李政道与杨振宁给出一个有点古怪的说明。他们提出,宇称实践上是守恒的。uedbet开户之所以观测到不守恒,是由于uedbet开户只看到了无缺画面的一半。“他们认为,在uedbet开户的uedbet中观测到这些粒子的宇称不守恒,是由于在其他当地存在相反的粒子(反粒子),也显现出相同的宇称不守恒性,”意大利拉奎拉大学的祖拉布·别列吉阿尼(Zurab Berezhiani)说,“因此,总的来讲宇称仍是守恒的。”

这个“uedbet备用网址物质uedbet”的观念在当时并没有得到认可,且还需求面对许多底子粒子物理的扎手问题。而现在,像布鲁萨尔和别列吉阿尼这样的研讨者初步从头审视这个观念。别列吉阿尼说,实践上,或许uedbet开户良久前就现已调查到“uedbet备用网址uedbet”存在的痕迹了。

最明显的是,uedbet开户能够经过中子的行为来窥见其他一个uedbet的痕迹。原子核外的中子(安闲中子)会经过β衰变构成电子与质子。几十年来,uedbet开户一贯在极力检验测量出安闲中子的衰变时间,而得到的作用却总是无法一起。

大致来讲,测量安闲中子的衰变时间有两种方法——“瓶”方法与“束”方法。瓶实验十分直观:运用细小磁场将一堆中子收束在瓶状势阱中,然后静静等候。一段时间后,核算势阱中还剩多少中子。根据这种方法,中子在衰变前能够存活的均匀时间是14分钟39秒。

而束实验核算的则是一个核反应堆中,一束中子射线中呈现的质子数。这种情况下,质子只能作为中子衰变的产品呈现。这种方法测量出的中子均匀寿数是14分钟48秒。而问题是,“这两个作用应该是相同的。”别列吉阿尼说。

最初步,物理学家们认为那多出来的9秒钟只是实验过失算了。但当uedbet开户不断改进实验设备,加强实验精确度之后,作用却更加明显。根据这两项实验,如同有两个不同的中子衰变周期。

假定uedbet备用网址uedbet真的存在,那么它就应该是构成实验作用差异的原因。这个模型的关键是,中子会在两个uedbet之间来回振荡,别列吉阿尼说明说:“当中子穿过磁场时,振荡的或许性增加了。”这是个令人惊掉下巴的推论。中子只是暂时“借住”在uedbet开户这个uedbet,余下的时间中它处于实践镜面的另一侧,放射出的质子uedbet开户也无法勘探到。

假定在一百个中子中,uedbet赫塔菲官网恰巧在释放出质子之前穿越到另一端的对称uedbet,那么uedbet开户就勘探不到它释放出的质子。这就说明晰为什么射线实验中中子的衰变时间要长一些。

寻找uedbet备用网址中子

uedbet备用网址理论能够说明的东西还有许多。“许多谜题都能够自但是然地用相同的模型和参数说明。”圣母大学的谭万鹏(音)说。uedbet备用网址uedbet的模型甚至可认为暗物质的存在以及它难以被发现的原因供应一个合理的说明。“uedbet备用网址中子如同是暗物质粒子的一种合理的说明,”马里兰大学的理论物理学家拉宾德拉·莫哈帕特拉说,“这很有说服力。”

当你了解了应该存在的uedbet备用网址粒子的种类有多少之后,你会觉得这个理论更加有说服力。为了与前期uedbet演化模型坚持一起,uedbetuedbet备用网址部分的温度应该比uedbet开户的uedbet更低。假定热量太高,那么uedbet备用网址粒子就能够更简略地穿过鸿沟,增加uedbet开户这个uedbet的引力并改动uedbet演化的途径。这种温度差会使粒子更简略穿过镜面,在不同的uedbet备用网址uedbet之间来回。说明最完备的uedbet备用网址理论认为,每个粒子对应五个uedbet备用网址粒子,正好与uedbet开户观测到的暗物质与可见物质的比例契合。

不仅如此,由于这些底子粒子组成了恒星、行星以及人类,uedbet开户能够合理怀疑,在其他uedbet中也存在uedbet备用网址的生命,或是其他uedbet开户无法梦想的东西。“在uedbet备用网址uedbet里,作业发生的几率是uedbet开户uedbet的5倍。”别列吉阿尼说。谁知道呢,说不定现在就有某个uedbet备用网址人类在妄图研讨,为什么他们那个uedbet的暗物质比可见物质还要多五倍。

理论很好,但寻找相应的证明却十分困难。在uedbet的四种底子力——电磁力、强互相作用力、弱互相作用力与引力中,“uedbet的uedbet备用网址部分只能经过引力与uedbet开户互相作用,而引力关于实验来说又太弱了。”田纳西大学研讨uedbet备用网址物质的科学家尤里·卡米什科夫(Yuri Kamyshkov)说。

答案或许躲藏在更精密的中子衰变实验里。2012年,别列吉阿尼宣告了一篇论文,论说了瓶实验捕捉到uedbet备用网址中子信号的或许性。他提出,一小部分uedbet备用网址物质被地球自转带到了uedbet开户的uedbet。带电的uedbet备用网址粒子(比如或uedbet备用网址电子)发生了一个uedbet备用网址的磁场,这会增加中子从uedbet开户uedbet穿越出去的或许性。

这个主见让瑞士保罗谢尔研讨中心的克鲁斯·基尔希(Klaus Kirch)等人很感喜好。他们用了更加精密的仪器去检测uedbet备用网址磁场影响中子衰变的或许性。

基尔希认为这个主见有点牵强,但研讨起来十分幽默。他说:“我不太信赖能够勘探到uedbet备用网址中子的信号,所以uedbet开户规划了实验去证伪,然后看看作用怎样。”实验内容包括向仪器施加不同的磁场,然后看其能否影响势阱里中子的数量。据基尔希说,实验现在现已完结了,但是他的团队还在分析作用。

布鲁萨尔则在抱着喜好张望。和其他橡树岭研讨中心的伙伴们一道,她准备用更加精密的实验来检测别列吉阿尼的观念。

实验的原理十分简略:向一面中子无法穿透的厚墙发射中子束,假定在墙的另一边勘探到了中子,就说明有中子进入了uedbet备用网址uedbet,然后没有被厚墙阻遏,并且在撞到勘探器之前又回到了uedbet开户的uedbet。“只需那些进入了uedbet备用网址uedbet后又回来的中子才华被勘探到。”布鲁萨尔说。

经过改动厚墙两端的磁场强度,布鲁萨尔想看看她能不能找到适合的磁场强度及形状,然后增加穿过墙的中子数量。“假定我的数字是正确的,那么他们应该能调查到一些现象。”别列吉阿尼说。

后续实验

实验仪器现已搭建好,整装待发。布鲁萨尔现在正在和橡树岭实验中心的实验人员洽谈,商定一个适合的时间打开实验。尽管她心境很激动,她却并不等候第一次实验就能完结打破——谁也不知道终究多大的磁场能够有用地增加粒子穿越的或许性。“我认为,uedbet开户一个中子都勘探不到。”她说。实践上,关于布鲁萨尔,这次实验的首要目的就是尽量缩小或许的有用磁场强度的规划。

但假定基尔希团队观测到了与uedbet备用网址中子一起的信号,那么布鲁萨尔和她的团队就能够参看基尔希的作用,以找到适合的磁场强度。假定磁场的存在改动了势阱内中子的数量,那么或许就能够证明,uedbet备用网址uedbet是存在的。

卡米什科夫现在正在与布鲁萨尔协作。“尽管得到任何作用的或许性都很小,但这是一次简略且并不宝贵的实验,”卡米什科夫说,“假定一场物理学革射中或许会发生好的作用,那么uedbet开户有必要检验。”

哪怕这些实验真的证明的uedbet备用网址中子的存在,布鲁萨尔说,uedbet开户还需求许多作业去证明它和暗物质有关,以及找到通向其他uedbet备用网址区域的方法。“我想说,这是一个很好的初步,但我认为前方还有许多应战。”她说。

假定uedbet开户没有找到uedbet备用网址中子呢?布鲁萨尔能够必定一件作业,就是uedbet备用网址理论并不会因此被丢掉。“理论物理学家一贯很擅长躲避实验物理学家给他们设下的骗局。”她说。但考虑到物理学家用现行理论无法说明的种种问题,你应该能够了解为什么他们要在镜子中寻找答案了。

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