《点一工程》第108章 1972年冷暗物质粒子事件

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第108章

1972年冷暗物质粒子事件

(本章2709字,预计阅读时间5分钟)

 
经过两天的熟悉,吴思量逐渐从赵忠尧教授口中得知了萧健的身份,他们所处的这座位于落雪山的,目前我国唯一的宇宙线实验站,当年就是由张文裕教授提出,王淦昌领导萧健等人从一片空白建立起来的。
萧健比赵忠尧教授年轻十几岁,与邓稼先院长年纪相仿。从留学经历来说,他留学于美国的加州理工学院,是1950年130多位从美国选择回国,立志建设新中国的留学生之一,回国之后,他又与邓稼先院长一同进入了当时的中科院近代物理研究所。不过与邓稼先院长研究理论物理不同,萧健主要研究的方向是实验物理,具体来说就是如何利用各种科学仪器进行实验,这正是吴思量目前需要学习的内容。
几天之后,赵忠尧教授因为其他项目需要返回北京,他把吴思量交给萧健,希望萧健能够带着吴思量尽早熟悉宇宙线实验站的工作。
落雪山的生活非常枯燥,等到初来时的新鲜感被似乎永不停息风雪消磨殆尽后,剩下的便是如山崖般永恒的孤寂。
实验站的工作也非常枯燥,等到吴思量花了一周时间熟悉完上下三层重达三百多吨的云室组之后,剩下的便是把时间投入到如雪花一般无穷无尽的图表之中。
宇宙线是来自遥远宇宙的高能粒子,蕴含极高能量,目前观测到的最高能量事件超过十的二十次方电子伏,比人类目前建造的粒子对撞机所加速的高能粒子还要大一千亿倍。
由于地球大气层的存在,实验站并非直接观测来自宇宙的高能粒子。进入地球大气层的高能宇宙线原初粒子会与空气中的原子核相碰撞,连续发生强相互作用和电磁相互作用,产生大量次级粒子,衍生出地球上最为壮观的多粒子事件——广延大气簇射(EAS)。科学家们将之形象地称为粒子“阵雨”。
实验站就是利用高海拔的多板云室、磁云雾室和大云室组,观测天空中持续不断的粒子“阵雨”,在山顶这样的阵雨每年可以观测到超过三十二万次。吴思量在实验站的工作,除了每天检查维护各种设备仪器外,剩下的时间就是从近千份记录的图表中发现可能出现的高能粒子“事件”。
萧健身体不太好,据说他从小就体弱多病,因此父母给他取名健康的健,但是无济于事,多年来他一直都是同学中身体比较差的一个,尽管如此,他对实验站的工作极其严肃认真。
落雪山实验站可以说是他一手参与建立起来的,实验站的许多人,都是当年刚毕业的学生就被他带来这里工作,因此每个人都非常关心他的身体,走到哪里都有人跟着。吴思量来了以后,几乎是寸步不离的跟在萧健身边,很快与实验站的其他人也熟悉起来。
一个月后,萧健因为要筹备另一处高海拔宇宙线实验站的工作,暂时离开了落雪山。
吴思量逐渐适应了实验站枯燥重复的工作,也开始学着苦中作乐,比方说跟最上层靶室的老哥猜今晚观测到的最大能量级数,输了的人要替对方削铅笔,或者偶尔帮外出记录气象的大姐背东西,如果是天气晴朗的夜晚,就会看到油画一样璀璨清澈的星空。
在与靶室老哥聊天的过程中,吴思量得知,落雪山实验站目前为止获得的最大成果,是一次可能的重质量荷电粒子事件,获得了1978年的全国科学大会重大成果奖。这引起了吴思量的兴趣,因为他正是1978年进入兰州大学就读,也是1978年遇到了贺青山,这一年对他来说有特别的意义。
1978年的资料很好找,尤其是这样一项重大成果的资料,但是吴思量找遍了1978年的资料,也没有发现靶室老哥所说的事件,后来才知道,原来这起事件是早在1972年发现的。
吴思量很快在1972年的资料中找到了一份《1972年云南宇宙射线站观测到的奇特事例》。
看到“奇特”两字,吴思量立即敏锐地感觉到不同寻常之处,立即翻看起来。
资料只有薄薄两页,记载的内容也很简单,除了第一页的图表之外,第二页只有短短几行。
“1972年云南宇宙射线站,即落雪山宇宙线实验站,观测到的一例奇特事件,有可能是1个高能重粒子和核子碰撞,产生3个带电粒子,其中有1个带单位正电荷的长寿命重粒子C~+。”
分析的内容弄也很简单。
“如果碰撞后没有未被记录到的中性粒子,则C~+的性质为:质量M_+>43GeV;寿命i>0.406×10~(-9)s。如果它不稳定,则应可以通过弱相互作用衰变到一个比它略轻的重中粒子C~0和1对轻子,C~+和C~0的质量差小于0.270GeV……”
“根据在磁场中曲率的测量,定出粒子a,b,C的动量分别为p_a=6.6_(-0.8)~(+1.0) GeV/c,P_b=62GeV/c,P_c=110GeV/c。P_b和A因超出云室的最大可测动量48GeV/c,所以未能给出误差范围,粒子a带负电,b,c都带正电……”
吴思量翻来覆去看了好几遍,突然在第二页纸的背面发现一行被擦得模煳的小字,努力辨认出字迹的内容是“这个奇特事例可能来自冷暗物质宇宙线粒子和核子的碰撞。”
小字的笔迹明显与记录资料的笔迹不同,应该不是同一个人所写,小字写上之后又被擦过,只留下模煳的痕迹,需要举起来对着灯光才能辨认。
很快,吴思量又发现第一页纸的背面也有一行被擦过的小字,似乎被人更加用力的擦除过,残留的痕迹即使对着灯光也无法辨认出全部字迹,只能勉强认出断断续续的几个字。
“根据……图……计……粒子的……来……另一侧……不排……阳的可能。”
从残留的文字里,吴思量已经无从得知整句话的含义,但是能够猜出整句话是对记录的图表的计算和分析。恰好他已经学习了一个多月的图表计算与分析,这对他来说不过是每天的工作内容之一。
计算的结果一如资料中的分析,无论轨迹还是能量都没有差别。
半个月后,萧健又回到落雪山实验站,他的身体似乎更差了,说话都给人一种艰难的感觉。
吴思量从靶室老哥那里得知,落雪山的设备已经用了二十多年,已经跟不上世界主流的设备水平了,正常来说,一般宇宙线实验站的设计寿命在二十年左右,所以萧健拖着病体在努力筹建第二代宇宙线项目,最新的选址应该会在西藏高原。
萧健同时也带给吴思量另一个消息,吴思量在实验站的学习已经完成,一周之后随着运送物资的汽车就可以离开,返回北京。
离开之前,吴思量私下里问了萧健一个问题:“萧老师,您认为1972年的那次奇特粒子事件应该是什么?”
“你说那个啊?那是一个意外。”萧健似乎完全忘记了奇特粒子事件,轻描淡写地回答。
“那不是您最重要的成果之一吗?您能给我讲一讲吗?”
“没什么好讲的,那会我们认为夸克具有三分之一或者三分之二的电子电荷,于是专门利用大磁云室鉴定分数电荷粒子,但是实验中没有找到分数电荷粒子,只意外发现了一个可能的重质量粒子事例。说到底只是可能,它超出了我们云室的最大可测动量,到底是什么没有人能说清楚。”
吴思量追问:“那它有没有可能是暗物质粒子。”
萧健奇怪地看了吴思量一眼,说:“你想说冷暗物质粒子吧?理论上说,冷暗物质粒子远低于光速,但是我们无法直接观测,只是发现了一个间接产生的重粒子,也不知道其中损失的总能量和动量,只能说可能。”
吴思量想到资料上那行无法辨认的字迹,又问了最后一个问题:“那您认为,它是从哪里来的呢?”
“我们只得到重粒子的轨迹,如果初粒子是冷暗物质,它可能来自宇宙任何一个地方,你已经在这里学习了一个多月,我想,就把这项假设的冷暗物质轨迹计算作为对你的考核吧!”






作品介绍:

“科学就是在地上打一眼井,看看地下有什么。”——老吴

“科学就是简单的东西。”——贺青山,化名贺百万

“科学就是一减一等于零。”——吴思量

在令人绝望的科学面前,人类再一次倾向于自我毁灭。

——回不改




作者介绍:

回不改,虚心请教,坚决不改。

读过两年书,尘世中一个迷途小书童。


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