8卦时间（10）——第五种力（？） donau2022-04-30 20:44:34
这次，其实可以叫“跟着平等说科学”，因为是平等提到的James Webb Space Telescope给我的灵感。平等讲的，是休整以后的天文望远镜Webb的新航程，我想说的，是Upgrade以后的LHC(Large Hadron Collider)，超大型强子对撞机会有可能的新发现。
在瑞士境内，紧邻法国边境，被业内人士称为CERN的欧洲核研究所。
CERN，源自法语Conseil européen pour la recherche nucléaire。为什么是法语？法语是日内瓦地区的官方语言，苏黎世这边，是德语区。
我对苏黎世，印象比较一般，第一次见识星巴克就是在那里。当时咖啡端上来，我心里一哆嗦差点叫出来，这谁家的茶缸，拿来当咖啡杯？！
记得看新闻，说星巴克准备去意大利开店，被意大利人奋起反击抗议——难道让我们喝厕所马桶水？
无意冒犯，意大利人就这样啦，全世界谁都不放眼里——骄傲也不是完全没道理，自然景观人文景观绝对在欧洲傲视群雄，说10步之内必有世界文化遗产可能有点夸张，换成开车10分钟之内必有的话，就不会太离谱。而且而且，他们的咖啡包括各种食物，真是便宜又美味。
LHC这次升级，花了整整三年时间。
主要包括，1，光束变窄，粒子变密，粒子间相互撞击的可能性变大。2，软件升级，每秒数据采集提高到30million次——实验物理最怕的错误之一是，现象发生了，你没有捕捉到。造成这种错误的原因，有可能是仪器的精密度不够或者试样过于粗糙，还有可能，是因为人，恍惚一眨眼，错过了——不知道我们这里有没有做电镜的，应该很知道我说的是什么意思。
一错千年。
或者，（粒子的）一生一世。
CERN这个，是目前为止世界上功能最强大的粒子加速器。比费米实验室的还要，嗯，advanced,换句话就是，更烧钱，年耗1.1bn英镑。
Large：周长27公里
Hadron：被加速的粒子是质子和离子，都属于“强子(hadron)”组。
Collider：对撞。工作原理是两束带高能量的光从相对方向直接冲过来打到对方身上，光束位于超强磁力场和超低温（LHC是—271.3°C,逼近绝对零度,-273.15°C）环境下的真空状态。捕捉微小粒子相互撞击后可能产生的异常现象，最重要是能量和动量的变化。
有什么意义？
首先，撞击有（极小）可能产生新的粒子——任何一个新的微粒子，对人类都是大发现。而LHC最近的发现，也是10年前的了——2012年观测到的被物理界亲切地称为“神之子”，God particle的Higgs boson。
God particle这个“小爱称”， 源于1988年获诺贝尔奖的实验物理学家Leon Max Lederman的一本书，the God Particle。
更有可能的是，粒子相互撞击后发生的路径和能量的改变——变，才能提供信息，如同我们平常看到动物的脚印，根据脚印，可以猜是已知的哪种动物，或者，未知的新物种。
目前被人们接收并且能合理解释的四种力分别是，万有引力（gravity），电磁力(electromagnetic force)和强弱相互作用（the strong force and the weak force）。这四种力的观测，分别是在不同的空间（field），对应不同的强度度量。
研究“力”有什么用？这是物质世界的自然现象存在的基础，最简单的例子就是，苹果会掉到牛顿头上，不是飞出天外。电磁力解释电磁场的存在，强弱相互作用解释微观粒子之间为什么能协调工作，不会飞出去，比如lattice（提到这个词，我几乎笑出来）。
想一下，中文造词也不是那么不合理嘛，比如说一个人有“吸引力”，会使他人不由自主靠近——当然，此力非彼力，物理实验不一定能观测到，生化实验呢？脑电波观测，也许人人有异？
好了，回到LHC（有可能观测到）的第五种力。
核物理发展到今天，基本粒子，或者说亚原子（sub-atomic particle）在微观世界的工作原理可以被接受的是“标准模型”，the Standard Model(SM)。简单说，力的产生是由于携带能量的粒子发生交换作用。
可惜，SM不能解释宏观世界的万有引力，也就是，不能解释，质量为什么存在。
另一方面，银河系中的天体显然不能用万有引力来解释，否则，那些星体早因离心作用而飞离轨道。因此，科学家怀疑在银河系中，存在另外一种物质，它们之间会产生特别的引力，使彼此不偏离轨道。这种物质被称为“暗物质”（dark matter），它们包含的能量被称为“暗能量”（dark energy）。暗物质之间，应该不是通过电磁力相互作用，也就是不会吸收反射和发出光线（能量）。一种推测是，存在超级对称粒子（反粒子）——这个“反”，是相对于能被现在的SM解释的粒子而言。
遗憾的是，到目前为止不能证明暗物质存在，但是，95%的宇宙空间，又需要它们存在才可能存在（这句话很哲学哦）。
LHC中被加速再加速之后告诉飞行的粒子，如果互相撞击之后，能观测到能量和动量的损失，那么，就可以证明这种暗物质存在。
所以，银河系是我们今天看到的样子，而不是其中的万千星体由于万有引力的存在，会飞出去。
如果真的观测到，那么，爱因斯坦的相对论的理论基础要改写。
已经等太久了。
世界上有5000朵和你一样的花，只有你，是我唯一的玫瑰——小王子。
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