大國院士 第二百五十三章：暗物質

    當人類抬頭仰望天空的那一刻開始，對於天空、宇宙、群星....的想像就從未停止過。

    太陽、月亮、繁星......所有的一切看起來都那麼美好且神秘。

    而在進入現代社會後，科學家們開始利用各種儀器設備對宇宙星辰進行的觀測與研究。

    漫長的時間，讓他們發現我們所處的宇宙可能存在一個巨大的問題。

    那就是我們日常所熟知的所有物質，例如：樹、岩石、原子、行星、恆星、星系加起來，重量佔比在整個宇宙都達不到百分之五。

    而剩下的百分之九十五到底是什麼，既看不到，也無人知曉。

    在後續的研究中，科學家們對這百分之九十五的物質進行了大量的跟蹤分析。

    最終通過各種物理公式和觀測數據確定，我們的宇宙中有着一種佔比超過整體質量百分之九十五以上的一種看不見物質。

    在當時，第一個推測發現這種物質的天文學家佛里茨·茨威基教授將其命名為『dark matter』，這就是暗物質的由來。

    而坐在後續的研究中，科學家們發現dark matter其實分兩種，一種是最開始提出的暗物質，另一種則是暗能量。

    其中暗物質佔比達到整個宇宙的百分之二十五，而暗能量的佔比達到整個宇宙的百分之七十以上。

    這兩者相加，總質量達到了整個宇宙的百分之九十五以上。

    剩下不到的百分之五的物質，才形成了我們如今能觀測到的一切。

    只不過，迄止至今，我們仍然無法具體的觀測到百分之九十五的暗物質和暗能量。

    對它們的研究，依舊建立在各種推測以及對那些異常的宇宙現象的觀測。

    比如天體的運動、牛頓萬有引力的現象、引力透鏡效應、宇宙的大尺度結構的形成、微波背景輻射等觀測結果等等。

    這些宇宙現象表明暗物質和暗能量可能大量存在於星系、星團及宇宙中，其質量遠大於宇宙中全部可見天體的質量總和。

    再結合宇宙中微波背景輻射各向異性觀測和標準宇宙學模型（Λcdm模型）可確定宇宙中暗物質佔全部物質總質量的85%、占宇宙總質能的26.8%。

    對於暗物質的研究，一種被廣泛接受的理論認為，組成暗物質的是「弱相互作用有質量粒子」（weakly iiicle， wimp），其質量和相互作用強度在電弱標度附近，在宇宙膨脹過程中通過熱退耦合過程獲得觀測到的剩餘豐度。

    此外，也有假說認為暗物質是由其他類型的粒子組成的，例如軸子（axion），惰性中微子（sterile rino）等等假想粒子組成。

    而在上輩子，徐川就觀測到了軸子和惰性中微子這兩種物質，間接的證明了暗物質的存在。

    如果不是諾貝爾獎的規定，他在上輩子的2018年能直接憑藉這一發現拿到的諾貝爾物理獎。

    按照諾貝爾獎的評獎原則，獎牌並不會將獎牌頒給粒子或者某種已有理論未知現象的發現者，也不會獎勵操作強子對撞機的研究員。

    即便是再轟動世界的成果，也只會頒給這一理論的提出者或者完善者。

    因為在學術界普遍的觀點中，前兩者的工作雖然重要，但並非是那種決定性的重要。

    而後者的工作，才是具備決定性的。

    比如在2012年，探測到了希格斯粒子，而在2013年，諾貝爾物理獎就頒發給了希格斯玻色子理論的提出者彼得希格斯與弗朗索·瓦恩格勒。

    至於參與實驗的研究人員，雖然大家都有功勞，但很遺憾，諾獎和他們沒有任何的關係。

    他的導師愛德華·威騰，其實也是這類型的着名學者。

    他提出了m理論和一系列完善的理論，如果被驗證這些理論真實，那麼他毫無疑問能拿到諾貝爾獎。

    但同樣相當遺憾的是，他的理論要驗證還不知道要多久的時間才能做到。

    就像希格斯玻色子是上個世紀六十年提出來的理論，直到2013年，提出理論的希格斯與弗朗索·瓦恩格勒才獲得諾獎一樣，這中間經歷近六十年。

    如果威騰想要憑藉他的m理論獲得諾獎，可能也要等到他和希格斯一樣，都變成九十多歲的糟老頭子才能實現。

    所以徐川也不可能憑藉發現軸粒子和惰性中微子而獲得諾貝爾獎。

    不過如果他將自己以前用於計算『希格斯粒子與第三代重夸克的湯川耦合的最理想搜索衰變通道』的方法完善一下，將其擴散到大部分的粒子上，說不定有機會再拿一個諾貝爾物理獎。

    一種能大大節省科研資金，節省大量人力物力，加速尋找新粒子，晚上舊方法的數學模型或方法，對於高能物理和粒子物理的重要性，就像是xu-weyl-berry定理的拓展應用對於天文學界和天文物理界的重要性一樣。

    不過最近一段時間他恐怕沒時間弄這個。

    一方面是他手裏有項目，另一方面，則是今年他得先將惰性中微子的發現拿到手。

    畢竟這本來就是他自己的科研成果，沒道理讓其他人拿走。

    儘管諾貝爾獎是至高無上的榮耀，但他也不是沒拿到過。

    惰性中微子關係到暗物質的發現，這一方面在徐川看來重要性比諾貝爾獎更甚。

    只是目前他沒法出國，只能想辦法看看能不能從那邊拿到實驗數據，在國內進行分析處理。

    本來華國加入了成為了會員國是個很好的機會，但可惜的是，目前華國安排過去的人員主要都集中在lhcb和atlas兩大探測器上。

    至於atlce那邊，並沒有安排什麼人員過去。

    這讓他尋要數據麻煩了不少。

    好在他的導師是威騰，再加上現在的身份和以前截然不同，諾貝爾物理獎得主的名聲能幫上不少的忙。

    畢竟哪怕是在這個物理聖地，諾爾貝獎得主也並不算很多，屈指可數。

    一名諾獎得主主動參與實驗數據的的分析，無論是負責atlce探測器的團隊，還是都會歡迎的。

    哪怕他並沒有親自過去。

    ......

    和林風聊了會物理界和前沿的信息後，徐川回到了自己的別墅。

    南大的這邊的年度人物活動已經搞完，剩下的沒他什麼事。

    拿起手機，徐川給愛德華·威騰撥了個電話。

    「喂，徐川。」那頭，愛德華·威騰的聲音傳遞了過來。

    「導師，的atlce探測器前段時間的高能對撞實驗，你有參與進去嗎？或者有熟人參與嗎？」徐川開口問道。

    威騰思索了一下後回道：「atlce探測器麼，我想想，那邊的數據並非我在處理，前段時間的高能對撞實驗處理實驗數據的好像是加州理工學院和聖安德魯斯大學的團隊在處理。」

    「怎麼，你對atlce的實驗數據感興趣？」

    徐川點了點頭，道：「嗯，聽說前段時間lhc創下了13tev能級的對撞實驗，我對這個能級下的實驗數據挺感興趣的。」

    威騰笑了笑，道：「那你來日內瓦就可以了，你反正是正式研究員，隨時都會歡迎你的。」

    頓了頓，他接着道：「相信加州理工學院和聖安德魯斯大學的團隊也不會拒絕一名諾獎得主的加入。」

    徐川搖了搖頭，嘆道：「可惜我現在有事，沒法過去。如果可以的話，我倒是想要一份對撞實驗的原始數據看看。」

    威騰沉吟了一下，開口道：「那行，我幫你問問，看看能不能要一份實驗數據。」

    聳了聳肩，他接着道：「雖然公開時間還沒到，不過加州理工學院和聖安德魯斯大學的團隊目前好像也沒分析出什麼有用的東西。」

    「或許在你手裏能有新的發現？」

    「畢竟沒人比你更擅長通過數學來剖析這些對撞數據了。」

    徐川笑道：「那就麻煩導師了。」

    威騰沒在意的擺了擺手，道：「小事，我倒是希望能找到點什麼新的東西。」

    「畢竟如今的物理界，已經有很長一段時間沒有發現什麼的新的東西了。」

    .......

    將獲取高能對撞實驗數據的事情拜託給導師愛德華·威騰後，徐川回到了核能研究所這邊，繼續着第二階段的半導體材料研發。

    時間過去了不到兩天，威騰就將電話反饋了回來。

    「喂，徐川，你要的對撞實驗數據，我找申請到了，加州理工學院和聖安德魯斯大學的分析團隊也同意了。」

    「這會實驗數據正在打包處理，大概需要兩三天的時間，處理好後怎麼發給你？」

    手機中，愛德華·威騰的聲音傳遞了過來，徐川想了想，道：「傳遞給我的母校南大吧，我會去和那邊說一聲的，到時候安排人和對接。」

    「行，正好我這兩天在這邊開會，就先給你盯着。」

    徐川汗顏道：「太麻煩導師你了，又不是什麼大事，隨便找個對接一下就可以了。」

    一個菲爾茲獎的級別大老幫他盯傳送數據，這不是浪費人才麼，這種小事，隨便找個實習生或者工作人員就可以了。

    威騰笑道：「沒事，希望你能在這次的對撞實驗數據中找到些什麼新的東西。」

    .....

    掛掉了通話，徐川轉身就去了趟南大，借用一下南大的超算中心。

    南大也是有超計算機和超算中心，而且成立了沒幾年。

    南大的高性能計算項目於2009年正式落地，2010年3月正式掛牌成立。

    南大本院的大氣科學學院、物理學院、地球科學與工程學院、化學化工學院、天文與空間科學學院等十餘個院系，都是高性能計算中心提供服務的對象。

    理論計算峰值達到每秒34萬億次浮點運算，在全國計算機top100排名中位列第七，世界計算機top500排名第203位。

    在一八年，南大的超算中心還不算是落伍，性能還算可以。

    至少處理一下從那邊發過來的實驗數據是沒什麼問題的。

    對於他的請求，南大沒有絲毫猶豫直接就同意了，超算中心的大部分不是那麼緊急的任務直接往後推了整整一個月。

    雖說南大高性能計算中心一直都是以滿負荷的狀態在不斷進行着高速運算，每天的任務都很重，將大部分的任務推遲半個月意味着很多人的事項都得受損。

    但不管是來自一名諾獎得主的請求，亦或者是借用南大的超算中心來出來的數據，對於南大來說都是很有意義的事情。

    南大的物理系很強，在國內排名至少前三，也一直都是的合作單位，每年送往那邊的學生數量也不少。

    無論是教授帶過去的，亦或者是自己申請的。

    能參與進這個物理聖地處理實驗數據，哪怕是賣苦力，過去感受一下氣氛都是很不錯的。

    那裏的大拿太多了，如果你對學術真心感興趣的話，相信是不會錯過這樣的機會的。

    而徐川拿到實驗數據在南大的超算中心處理，肯定需要一批教授和學生幫忙，這對於南大來說，有助於培養出更多的人才，明年向申請更多的交流。

    ........

    「那老師，前期的實驗數據分析就麻煩你了。」

    陳正平的辦公室中，徐川一臉不好意思的說道。

    在南大這邊和對接好後，威騰那邊就安排人將atlce探測器的實驗數據發過來了。

    數據都是沒有經過分析的原始數據，需要進行處理。

    不過很顯然他現在沒有時間，核能項目的第二階段半導體材料研發已經進入了關鍵階段了，他抽不出時間來干其他的事情。

    所以只能麻煩陳正平和南大出一批博士生，幫忙處理一下前期的實驗數據了。

    雖說加州理工學院和聖安德魯斯大學已經對這些數據做過較長時間的一段分析，但很顯然人家不可能將自己分析出來的數據送給他。

    能額外的同意讓他獲取一份原始數據使用就很不錯了，畢竟這是他們申請的項目，而距離完全公開還有很長的一段時間。

    辦公室中，陳正平笑着說道：「這沒什麼，對於南大的學子來說還是件好事，畢竟不是每個人都有機會去實踐的。」

    「你這一份完整的原始數據，足夠他們在國內體會到在工作時的經歷了。」

    .......

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