第二百五十三章：暗物质
小说：大国院士作者：少一尾的九尾猫字数：5034更新时间 : 2023-04-10 23:47:06
当人类抬头仰望天空的那一刻开始，对于天空、宇宙、群星....的想象就从未停止过。
太阳、月亮、繁星......所有的一切看起来都那么美好且神秘。
而在进入现代社会后，科学家们开始利用各种仪器设备对宇宙星辰进行的观测与研究。
漫长的时间，让他们发现我们所处的宇宙可能存在一个巨大的问题。
那就是我们日常所熟知的所有物质，例如：树、岩石、原子、行星、恒星、星系加起来，重量占比在整个宇宙都达不到百分之五。
而剩下的百分之九十五到底是什么，既看不到，也无人知晓。
在后续的研究中，科学家们对这百分之九十五的物质进行了大量的跟踪分析。
最终通过各种物理公式和观测数据确定，我们的宇宙中有着一种占比超过整体质量百分之九十五以上的一种看不见物质。
在当时，第一个推测发现这种物质的天文学家佛里茨·茨威基教授将其命名为‘dark matter’，这就是暗物质的由来。
而坐在后续的研究中，科学家们发现dark matter其实分两种，一种是最开始提出的暗物质，另一种则是暗能量。
其中暗物质占比达到整个宇宙的百分之二十五，而暗能量的占比达到整个宇宙的百分之七十以上。
这两者相加，总质量达到了整个宇宙的百分之九十五以上。
剩下不到的百分之五的物质，才形成了我们如今能观测到的一切。
只不过，迄止至今，我们仍然无法具体的观测到百分之九十五的暗物质和暗能量。
对它们的研究，依旧建立在各种推测以及对那些异常的宇宙现象的观测。
比如天体的运动、牛顿万有引力的现象、引力透镜效应、宇宙的大尺度结构的形成、微波背景辐射等观测结果等等。
这些宇宙现象表明暗物质和暗能量可能大量存在于星系、星团及宇宙中，其质量远大于宇宙中全部可见天体的质量总和。
再结合宇宙中微波背景辐射各向异性观测和标准宇宙学模型（Λcdm模型）可确定宇宙中暗物质占全部物质总质量的85%、占宇宙总质能的26.8%。
对于暗物质的研究，一种被广泛接受的理论认为，组成暗物质的是“弱相互作用有质量粒子”（weakly iiicle， wimp），其质量和相互作用强度在电弱标度附近，在宇宙膨胀过程中通过热退耦合过程获得观测到的剩余丰度。
此外，也有假说认为暗物质是由其他类型的粒子组成的，例如轴子（axion），惰性中微子（sterile rino）等等假想粒子组成。
而在上辈子，徐川就观测到了轴子和惰性中微子这两种物质，间接的证明了暗物质的存在。
如果不是诺贝尔奖的规定，他在上辈子的2018年能直接凭借这一发现拿到的诺贝尔物理奖。
按照诺贝尔奖的评奖原则，奖牌并不会将奖牌颁给粒子或者某种已有理论未知现象的发现者，也不会奖励操作强子对撞机的研究员。
即便是再轰动世界的成果，也只会颁给这一理论的提出者或者完善者。
因为在学术界普遍的观点中，前两者的工作虽然重要，但并非是那种决定性的重要。
而后者的工作，才是具备决定性的。
比如在2012年，探测到了希格斯粒子，而在2013年，诺贝尔物理奖就颁发给了希格斯玻色子理论的提出者彼得希格斯与弗朗索·瓦恩格勒。
至于参与实验的研究人员，虽然大家都有功劳，但很遗憾，诺奖和他们没有任何的关系。
他的导师爱德华·威腾，其实也是这类型的着名学者。
他提出了m理论和一系列完善的理论，如果被验证这些理论真实，那么他毫无疑问能拿到诺贝尔奖。
但同样相当遗憾的是，他的理论要验证还不知道要多久的时间才能做到。
就像希格斯玻色子是上个世纪六十年提出来的理论，直到2013年，提出理论的希格斯与弗朗索·瓦恩格勒才获得诺奖一样，这中间经历近六十年。
如果威腾想要凭借他的m理论获得诺奖，可能也要等到他和希格斯一样，都变成九十多岁的糟老头子才能实现。
所以徐川也不可能凭借发现轴粒子和惰性中微子而获得诺贝尔奖。
不过如果他将自己以前用于计算‘希格斯粒子与第三代重夸克的汤川耦合的最理想搜索衰变通道’的方法完善一下，将其扩散到大部分的粒子上，说不定有机会再拿一个诺贝尔物理奖。
一种能大大节省科研资金，节省大量人力物力，加速寻找新粒子，晚上旧方法的数学模型或方法，对于高能物理和粒子物理的重要性，就像是xu-weyl-berry定理的拓展应用对于天文学界和天文物理界的重要性一样。
不过最近一段时间他恐怕没时间弄这个。
一方面是他手里有项目，另一方面，则是今年他得先将惰性中微子的发现拿到手。
毕竟这本来就是他自己的科研成果，没道理让其他人拿走。
尽管诺贝尔奖是至高无上的荣耀，但他也不是没拿到过。
惰性中微子关系到暗物质的发现，这一方面在徐川看来重要性比诺贝尔奖更甚。
只是目前他没法出国，只能想办法看看能不能从那边拿到实验数据，在国内进行分析处理。
本来华国加入了成为了会员国是个很好的机会，但可惜的是，目前华国安排过去的人员主要都集中在lhcb和atlas两大探测器上。
至于atlce那边，并没有安排什么人员过去。
这让他寻要数据麻烦了不少。
好在他的导师是威腾，再加上现在的身份和以前截然不同，诺贝尔物理奖得主的名声能帮上不少的忙。
毕竟哪怕是在这个物理圣地，诺尔贝奖得主也并不算很多，屈指可数。
一名诺奖得主主动参与实验数据的的分析，无论是负责atlce探测器的团队，还是都会欢迎的。
哪怕他并没有亲自过去。
......
和林风聊了会物理界和前沿的信息后，徐川回到了自己的别墅。
南大的这边的年度人物活动已经搞完，剩下的没他什么事。
拿起手机，徐川给爱德华·威腾拨了个电话。
“喂，徐川。”那头，爱德华·威腾的声音传递了过来。
“导师，的atlce探测器前段时间的高能对撞实验，你有参与进去吗？或者有熟人参与吗？”徐川开口问道。
威腾思索了一下后回道：“atlce探测器么，我想想，那边的数据并非我在处理，前段时间的高能对撞实验处理实验数据的好像是加州理工学院和圣安德鲁斯大学的团队在处理。”
“怎么，你对atlce的实验数据感兴趣？”
徐川点了点头，道：“嗯，听说前段时间lhc创下了13tev能级的对撞实验，我对这个能级下的实验数据挺感兴趣的。”
威腾笑了笑，道：“那你来日内瓦就可以了，你反正是正式研究员，随时都会欢迎你的。”
顿了顿，他接着道：“相信加州理工学院和圣安德鲁斯大学的团队也不会拒绝一名诺奖得主的加入。”
徐川摇了摇头，叹道：“可惜我现在有事，没法过去。如果可以的话，我倒是想要一份对撞实验的原始数据看看。”
威腾沉吟了一下，开口道：“那行，我帮你问问，看看能不能要一份实验数据。”
耸了耸肩，他接着道：“虽然公开时间还没到，不过加州理工学院和圣安德鲁斯大学的团队目前好像也没分析出什么有用的东西。”
“或许在你手里能有新的发现？”
“毕竟没人比你更擅长通过数学来剖析这些对撞数据了。”
徐川笑道：“那就麻烦导师了。”
威腾没在意的摆了摆手，道：“小事，我倒是希望能找到点什么新的东西。”
“毕竟如今的物理界，已经有很长一段时间没有发现什么的新的东西了。”
.......
将获取高能对撞实验数据的事情拜托给导师爱德华·威腾后，徐川回到了核能研究所这边，继续着第二阶段的半导体材料研发。
时间过去了不到两天，威腾就将电话反馈了回来。
“喂，徐川，你要的对撞实验数据，我找申请到了，加州理工学院和圣安德鲁斯大学的分析团队也同意了。”
“这会实验数据正在打包处理，大概需要两三天的时间，处理好后怎么发给你？”
手机中，爱德华·威腾的声音传递了过来，徐川想了想，道：“传递给我的母校南大吧，我会去和那边说一声的，到时候安排人和对接。”
“行，正好我这两天在这边开会，就先给你盯着。”
徐川汗颜道：“太麻烦导师你了，又不是什么大事，随便找个对接一下就可以了。”
一个菲尔兹奖的级别大老帮他盯传送数据，这不是浪费人才么，这种小事，随便找个实习生或者工作人员就可以了。
威腾笑道：“没事，希望你能在这次的对撞实验数据中找到些什么新的东西。”
.....
挂掉了通话，徐川转身就去了趟南大，借用一下南大的超算中心。
南大也是有超计算机和超算中心，而且成立了没几年。
南大的高性能计算项目于2009年正式落地，2010年3月正式挂牌成立。
南大本院的大气科学学院、物理学院、地球科学与工程学院、化学化工学院、天文与空间科学学院等十余个院系，都是高性能计算中心提供服务的对象。
理论计算峰值达到每秒34万亿次浮点运算，在全国计算机top100排名中位列第七，世界计算机top500排名第203位。
在一八年，南大的超算中心还不算是落伍，性能还算可以。
至少处理一下从那边发过来的实验数据是没什么问题的。
对于他的请求，南大没有丝毫犹豫直接就同意了，超算中心的大部分不是那么紧急的任务直接往后推了整整一个月。
虽说南大高性能计算中心一直都是以满负荷的状态在不断进行着高速运算，每天的任务都很重，将大部分的任务推迟半个月意味着很多人的事项都得受损。
但不管是来自一名诺奖得主的请求，亦或者是借用南大的超算中心来出来的数据，对于南大来说都是很有意义的事情。
南大的物理系很强，在国内排名至少前三，也一直都是的合作单位，每年送往那边的学生数量也不少。
无论是教授带过去的，亦或者是自己申请的。
能参与进这个物理圣地处理实验数据，哪怕是卖苦力，过去感受一下气氛都是很不错的。
那里的大拿太多了，如果你对学术真心感兴趣的话，相信是不会错过这样的机会的。
而徐川拿到实验数据在南大的超算中心处理，肯定需要一批教授和学生帮忙，这对于南大来说，有助于培养出更多的人才，明年向申请更多的交流。
........
“那老师，前期的实验数据分析就麻烦你了。”
陈正平的办公室中，徐川一脸不好意思的说道。
在南大这边和对接好后，威腾那边就安排人将atlce探测器的实验数据发过来了。
数据都是没有经过分析的原始数据，需要进行处理。
不过很显然他现在没有时间，核能项目的第二阶段半导体材料研发已经进入了关键阶段了，他抽不出时间来干其他的事情。
所以只能麻烦陈正平和南大出一批博士生，帮忙处理一下前期的实验数据了。
虽说加州理工学院和圣安德鲁斯大学已经对这些数据做过较长时间的一段分析，但很显然人家不可能将自己分析出来的数据送给他。
能额外的同意让他获取一份原始数据使用就很不错了，毕竟这是他们申请的项目，而距离完全公开还有很长的一段时间。
办公室中，陈正平笑着说道：“这没什么，对于南大的学子来说还是件好事，毕竟不是每个人都有机会去实践的。”
“你这一份完整的原始数据，足够他们在国内体会到在工作时的经历了。”
.......
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太阳、月亮、繁星......所有的一切看起来都那么美好且神秘。
而在进入现代社会后，科学家们开始利用各种仪器设备对宇宙星辰进行的观测与研究。
漫长的时间，让他们发现我们所处的宇宙可能存在一个巨大的问题。
那就是我们日常所熟知的所有物质，例如：树、岩石、原子、行星、恒星、星系加起来，重量占比在整个宇宙都达不到百分之五。
而剩下的百分之九十五到底是什么，既看不到，也无人知晓。
在后续的研究中，科学家们对这百分之九十五的物质进行了大量的跟踪分析。
最终通过各种物理公式和观测数据确定，我们的宇宙中有着一种占比超过整体质量百分之九十五以上的一种看不见物质。
在当时，第一个推测发现这种物质的天文学家佛里茨·茨威基教授将其命名为‘dark matter’，这就是暗物质的由来。
而坐在后续的研究中，科学家们发现dark matter其实分两种，一种是最开始提出的暗物质，另一种则是暗能量。
其中暗物质占比达到整个宇宙的百分之二十五，而暗能量的占比达到整个宇宙的百分之七十以上。
这两者相加，总质量达到了整个宇宙的百分之九十五以上。
剩下不到的百分之五的物质，才形成了我们如今能观测到的一切。
只不过，迄止至今，我们仍然无法具体的观测到百分之九十五的暗物质和暗能量。
对它们的研究，依旧建立在各种推测以及对那些异常的宇宙现象的观测。
比如天体的运动、牛顿万有引力的现象、引力透镜效应、宇宙的大尺度结构的形成、微波背景辐射等观测结果等等。
这些宇宙现象表明暗物质和暗能量可能大量存在于星系、星团及宇宙中，其质量远大于宇宙中全部可见天体的质量总和。
再结合宇宙中微波背景辐射各向异性观测和标准宇宙学模型（Λcdm模型）可确定宇宙中暗物质占全部物质总质量的85%、占宇宙总质能的26.8%。
对于暗物质的研究，一种被广泛接受的理论认为，组成暗物质的是“弱相互作用有质量粒子”（weakly iiicle， wimp），其质量和相互作用强度在电弱标度附近，在宇宙膨胀过程中通过热退耦合过程获得观测到的剩余丰度。
此外，也有假说认为暗物质是由其他类型的粒子组成的，例如轴子（axion），惰性中微子（sterile rino）等等假想粒子组成。
而在上辈子，徐川就观测到了轴子和惰性中微子这两种物质，间接的证明了暗物质的存在。
如果不是诺贝尔奖的规定，他在上辈子的2018年能直接凭借这一发现拿到的诺贝尔物理奖。
按照诺贝尔奖的评奖原则，奖牌并不会将奖牌颁给粒子或者某种已有理论未知现象的发现者，也不会奖励操作强子对撞机的研究员。
即便是再轰动世界的成果，也只会颁给这一理论的提出者或者完善者。
因为在学术界普遍的观点中，前两者的工作虽然重要，但并非是那种决定性的重要。
而后者的工作，才是具备决定性的。
比如在2012年，探测到了希格斯粒子，而在2013年，诺贝尔物理奖就颁发给了希格斯玻色子理论的提出者彼得希格斯与弗朗索·瓦恩格勒。
至于参与实验的研究人员，虽然大家都有功劳，但很遗憾，诺奖和他们没有任何的关系。
他的导师爱德华·威腾，其实也是这类型的着名学者。
他提出了m理论和一系列完善的理论，如果被验证这些理论真实，那么他毫无疑问能拿到诺贝尔奖。
但同样相当遗憾的是，他的理论要验证还不知道要多久的时间才能做到。
就像希格斯玻色子是上个世纪六十年提出来的理论，直到2013年，提出理论的希格斯与弗朗索·瓦恩格勒才获得诺奖一样，这中间经历近六十年。
如果威腾想要凭借他的m理论获得诺奖，可能也要等到他和希格斯一样，都变成九十多岁的糟老头子才能实现。
所以徐川也不可能凭借发现轴粒子和惰性中微子而获得诺贝尔奖。
不过如果他将自己以前用于计算‘希格斯粒子与第三代重夸克的汤川耦合的最理想搜索衰变通道’的方法完善一下，将其扩散到大部分的粒子上，说不定有机会再拿一个诺贝尔物理奖。
一种能大大节省科研资金，节省大量人力物力，加速寻找新粒子，晚上旧方法的数学模型或方法，对于高能物理和粒子物理的重要性，就像是xu-weyl-berry定理的拓展应用对于天文学界和天文物理界的重要性一样。
不过最近一段时间他恐怕没时间弄这个。
一方面是他手里有项目，另一方面，则是今年他得先将惰性中微子的发现拿到手。
毕竟这本来就是他自己的科研成果，没道理让其他人拿走。
尽管诺贝尔奖是至高无上的荣耀，但他也不是没拿到过。
惰性中微子关系到暗物质的发现，这一方面在徐川看来重要性比诺贝尔奖更甚。
只是目前他没法出国，只能想办法看看能不能从那边拿到实验数据，在国内进行分析处理。
本来华国加入了成为了会员国是个很好的机会，但可惜的是，目前华国安排过去的人员主要都集中在lhcb和atlas两大探测器上。
至于atlce那边，并没有安排什么人员过去。
这让他寻要数据麻烦了不少。
好在他的导师是威腾，再加上现在的身份和以前截然不同，诺贝尔物理奖得主的名声能帮上不少的忙。
毕竟哪怕是在这个物理圣地，诺尔贝奖得主也并不算很多，屈指可数。
一名诺奖得主主动参与实验数据的的分析，无论是负责atlce探测器的团队，还是都会欢迎的。
哪怕他并没有亲自过去。
......
和林风聊了会物理界和前沿的信息后，徐川回到了自己的别墅。
南大的这边的年度人物活动已经搞完，剩下的没他什么事。
拿起手机，徐川给爱德华·威腾拨了个电话。
“喂，徐川。”那头，爱德华·威腾的声音传递了过来。
“导师，的atlce探测器前段时间的高能对撞实验，你有参与进去吗？或者有熟人参与吗？”徐川开口问道。
威腾思索了一下后回道：“atlce探测器么，我想想，那边的数据并非我在处理，前段时间的高能对撞实验处理实验数据的好像是加州理工学院和圣安德鲁斯大学的团队在处理。”
“怎么，你对atlce的实验数据感兴趣？”
徐川点了点头，道：“嗯，听说前段时间lhc创下了13tev能级的对撞实验，我对这个能级下的实验数据挺感兴趣的。”
威腾笑了笑，道：“那你来日内瓦就可以了，你反正是正式研究员，随时都会欢迎你的。”
顿了顿，他接着道：“相信加州理工学院和圣安德鲁斯大学的团队也不会拒绝一名诺奖得主的加入。”
徐川摇了摇头，叹道：“可惜我现在有事，没法过去。如果可以的话，我倒是想要一份对撞实验的原始数据看看。”
威腾沉吟了一下，开口道：“那行，我帮你问问，看看能不能要一份实验数据。”
耸了耸肩，他接着道：“虽然公开时间还没到，不过加州理工学院和圣安德鲁斯大学的团队目前好像也没分析出什么有用的东西。”
“或许在你手里能有新的发现？”
“毕竟没人比你更擅长通过数学来剖析这些对撞数据了。”
徐川笑道：“那就麻烦导师了。”
威腾没在意的摆了摆手，道：“小事，我倒是希望能找到点什么新的东西。”
“毕竟如今的物理界，已经有很长一段时间没有发现什么的新的东西了。”
.......
将获取高能对撞实验数据的事情拜托给导师爱德华·威腾后，徐川回到了核能研究所这边，继续着第二阶段的半导体材料研发。
时间过去了不到两天，威腾就将电话反馈了回来。
“喂，徐川，你要的对撞实验数据，我找申请到了，加州理工学院和圣安德鲁斯大学的分析团队也同意了。”
“这会实验数据正在打包处理，大概需要两三天的时间，处理好后怎么发给你？”
手机中，爱德华·威腾的声音传递了过来，徐川想了想，道：“传递给我的母校南大吧，我会去和那边说一声的，到时候安排人和对接。”
“行，正好我这两天在这边开会，就先给你盯着。”
徐川汗颜道：“太麻烦导师你了，又不是什么大事，随便找个对接一下就可以了。”
一个菲尔兹奖的级别大老帮他盯传送数据，这不是浪费人才么，这种小事，随便找个实习生或者工作人员就可以了。
威腾笑道：“没事，希望你能在这次的对撞实验数据中找到些什么新的东西。”
.....
挂掉了通话，徐川转身就去了趟南大，借用一下南大的超算中心。
南大也是有超计算机和超算中心，而且成立了没几年。
南大的高性能计算项目于2009年正式落地，2010年3月正式挂牌成立。
南大本院的大气科学学院、物理学院、地球科学与工程学院、化学化工学院、天文与空间科学学院等十余个院系，都是高性能计算中心提供服务的对象。
理论计算峰值达到每秒34万亿次浮点运算，在全国计算机top100排名中位列第七，世界计算机top500排名第203位。
在一八年，南大的超算中心还不算是落伍，性能还算可以。
至少处理一下从那边发过来的实验数据是没什么问题的。
对于他的请求，南大没有丝毫犹豫直接就同意了，超算中心的大部分不是那么紧急的任务直接往后推了整整一个月。
虽说南大高性能计算中心一直都是以满负荷的状态在不断进行着高速运算，每天的任务都很重，将大部分的任务推迟半个月意味着很多人的事项都得受损。
但不管是来自一名诺奖得主的请求，亦或者是借用南大的超算中心来出来的数据，对于南大来说都是很有意义的事情。
南大的物理系很强，在国内排名至少前三，也一直都是的合作单位，每年送往那边的学生数量也不少。
无论是教授带过去的，亦或者是自己申请的。
能参与进这个物理圣地处理实验数据，哪怕是卖苦力，过去感受一下气氛都是很不错的。
那里的大拿太多了，如果你对学术真心感兴趣的话，相信是不会错过这样的机会的。
而徐川拿到实验数据在南大的超算中心处理，肯定需要一批教授和学生帮忙，这对于南大来说，有助于培养出更多的人才，明年向申请更多的交流。
........
“那老师，前期的实验数据分析就麻烦你了。”
陈正平的办公室中，徐川一脸不好意思的说道。
在南大这边和对接好后，威腾那边就安排人将atlce探测器的实验数据发过来了。
数据都是没有经过分析的原始数据，需要进行处理。
不过很显然他现在没有时间，核能项目的第二阶段半导体材料研发已经进入了关键阶段了，他抽不出时间来干其他的事情。
所以只能麻烦陈正平和南大出一批博士生，帮忙处理一下前期的实验数据了。
虽说加州理工学院和圣安德鲁斯大学已经对这些数据做过较长时间的一段分析，但很显然人家不可能将自己分析出来的数据送给他。
能额外的同意让他获取一份原始数据使用就很不错了，毕竟这是他们申请的项目，而距离完全公开还有很长的一段时间。
办公室中，陈正平笑着说道：“这没什么，对于南大的学子来说还是件好事，毕竟不是每个人都有机会去实践的。”
“你这一份完整的原始数据，足够他们在国内体会到在工作时的经历了。”
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