第316章 高能物理 二
你在读故事,故事也在回应你。
  10^?22秒是什么概念?这是一个令人绝望的时间尺度。在这个时间里,哪怕是宇宙中速度最快的光,也连一个原子核的直径都飞不出去!
  所以,探测器根本抓不到希格斯粒子本人,只能抓到它“死后”留下的这两个光子。
  於是,分析人员会在海量数据中,把所有包含“双光子”的碰撞事件挑出来,然后套用爱因斯坦狭义相对论中最经典的四维动量守恆公式:m2 = e2 ? p2。
  这是爱因斯坦留给后人的最强外掛。把测得的两个光子的总能量和总动量代入进去,进行逆向推算。
  算出来的这个m,就是它们衰变前的“母粒子”的静止质量,物理学上称之为“不变质量”。
  ……
  最后,把几千万次对撞算出的“不变质量”数值,全部投影到一张坐標图上。
  这张图的横坐標,是推算出的双光子系统“不变质量”,单位通常是吉电子伏特,gev;纵坐標,则是该质量数值在海量碰撞中被探测器记录下来的“事件次数”,即频次。
  然而,在真实的对撞机中,並非只有希格斯粒子衰变才会產生光子。在质子与质子之间暴力的对撞中,还会產生海量毫无新意的普通光子。
  用物理学家的话说:“lhc是一台强子对撞机,拿两个质子相撞,就像是拿两块精密的瑞士手錶互相猛砸。你確实能砸出里面隱藏的齿轮,也就是新粒子。但绝大多数时候,你砸出来的只是一堆毫无意义的玻璃渣和金属碎屑,代表的是普通夸克和胶子的碎裂。”
  这些海量的玻璃渣代表的干扰信號,就是令所有物理学家头疼的“本底噪声”。
  ……
  这种噪声的本质,来源於两束质子內部的夸克和胶子。当它们发生隨机碰撞时,会像两块打火石剧烈摩擦溅出的火花一样,直接“辐射”出两个光子。
  要知道,在质子內部,绝大多数夸克和胶子只携带了质子总能量的极小一部分。想要撞出极高能量的光子,就必须要求两个恰好携带了巨大动量的夸克,以完美的角度迎头相撞,並且把所有的动能毫无保留地转化为两个光子。
  这就好比隨手抓起两把沙子互相猛砸,想要恰好砸出两颗耀眼的巨大火星。你想要的火星越亮(即光子能量越高),这种极端巧合发生的概率就会呈指数级、甚至是断崖式地下跌!