第316章高能物理二
第316章高能物理二(第2/3页)
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这是爱因斯坦留给后人的最强外挂。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，全部投影到一张坐标图上。
这张图的横坐标，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；纵坐标，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，并非只有希格斯粒子衰变才会产生光子。在质子与质子之间暴力的对撞中，还会产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表互相猛砸。你确实能砸出里面隐藏的齿轮，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号，就是令所有物理学家头疼的「本底噪声」。
……
这种噪声的本质，来源于两束质子内部的夸克和胶子。当它们发生随机碰撞时，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，在质子内部，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，并且把所有的动能毫无保留地转化为两个光子。
这就好比随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丶甚至是断崖式地下跌！
因此，如果探测器抓到的这两个光子仅仅只是普通的量子力学背景产物，那麽根据大数定律和统计学规律，这些海量事件的质量分布，必然会在坐标图上呈现为一条乾净丶平滑且单调递减的本底噪声曲线。
……
但如果真的存在希格斯粒子，情况就完全不同了。
在它的固有质量点大约125gev附近，由于大量真实希格斯粒子的集中衰变贡献，这条原本平滑的衰减曲线上，就会突然向上鼓起一个明显的高斯分布凸起，就像平坦的荒原上突兀地隆起了一座「小山峰」。
只要这座小山峰的高度，超过了背景波动的统计学误差范围，达到5个标准差，物理学家就可以向全世界宣告：我们发现了新粒子。
在社会学或医学领域，2个标准差，即95%的置信度通常就足以证明某种新药有效
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