科学家验证“平行时▓空”:科幻情节走入实际国际?
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科学家验证“平行时▓空”:科幻情节走入实际国际?

时间:2019-07-14 19:00:06  来源:亚洲城ca88唯一官网  作者:Perfect

  科学家验证“平行时空”:科幻情节走入实际国际?

  星罗万象

  自在中子有百分之一的或许性穿越到镜像国际?科学界不回绝哪怕最古怪的猜测,但要经过查验之后才干成为科学理论。

  近来,据《新科学家》杂志报导,美国田纳西州橡树岭国家试验室(橡树岭是人类前史上第一枚原子弹的诞生之地)的物理学家利娅·布鲁萨尔(Leah Broussard)和她的团队,企图在试验室里检测镜像平行国际是否存▓在,来处理在中子衰变研讨范畴现已存在了40年的一个难题。

  用科幻设定来处理科学问题,这究竟是怎样一回事?

  何谓镜像平行国际

  其实,所谓科幻设定,本便是用来科学发现。比方镜像平行国际,实际上触及两个根底量子物理学概念,宇称(镜像对称),以及概率解说延伸出来的“平行时空”。

  在咱们日子里,能够看到许多简略镜像,也便是左右对称的图形。在经典物理学范畴,左右方向也是彻底共同的,镜子里的国际跟镜子外的国际都能够完美地存在。但在量子力学范畴里,这种对称性被杨振宁和李政道发现的“宇称不守恒”打破了,然后揭开了其时闻名的“-之谜”,即在弱作用力(四种根底作用力之▓一)参加的核反应过程中,宇称是不守恒的。

  不仅如此,杨、李还规划出了试验来证明这种不守恒导致的效应,华人科学家吴健雄女士很快做出了其间一个试验,▓然后证明杨、李的理论是对的,推翻了长期以来默许的“宇称守恒”,震动了物理学界——在量子力学里,镜子里边的国际,跟镜子外面的国际,居然是不相同的。

  至于平行国际,科幻迷现已很了解了。在量子的概率波解说里,关在箱子里那只不幸的“薛定谔的猫”,在被观测之前,既是死的,也是活的,是两种状况的叠加态。在被观测之后,它被了▓解变成只要一种状况,要么是死的,要么是活的。

  那么,另一种状况哪里去了?有一种解说以为,另一种状况仍然存在,是咱们的国际发作了割裂,在平行时空里,那只猫变成了另一种状况。

  量子国际的这种改变和解说,跟咱们日子经验、经典物理是彻底不共同的。关于这种“平行国际”解说,赞同者无法证明,反对者也无法证伪。看看,咱们了解的科幻假定,居然来自科学家开始的想入非非。

  中子衰变难题,逼出“镜像平行国际试验”

  报导中的主角布鲁萨尔在闻名的橡树岭国家试验室研讨中子物理。中子,便是简直一切原子核里都存在的那种不带电的粒子。在原子核里,它性质很安稳,能够长期存在。虽然有时也不厚道,会发作衰变,从中子变▓成质子,趁便扔出一个电子和一个中微子。

  可中子一旦取得了自在,它们当即进入变老期,发作衰变,每过大约15分钟就会丢失一半(这个时刻叫做“半衰期”)。

  问题就出在对自在中子“大约15分钟”的准确丈量里。中子物理学家们有两种办法来丈量它,一种办法是将它们阻隔在一个“瓶子圈套”中,让它安静地待着,自在衰变,过必定时刻后再数一数剩下的数量;另一种办法是从核反应堆里取出一束奔驰的中子,在奔驰路线上设卡计数,数中子衰变之后发作的质子数。可这两种方法得到的半衰期效果总是迥然不同——前者为14分39秒,后者为14分48秒。也便是说,大约900秒的时刻,两个效果差了9秒钟。

  40年来,中子物理学家们费尽心机想弄清楚,究竟是哪里出了问题。

▓  面临这个依照慎重的科学逻辑都无法圆上的“情节”,布鲁萨尔和搭档们被逼祭出了科幻作家常用的法宝:平行时空,并且是镜像的。

  这个解说便是,或许真的存在镜像平行国际,在奔驰的中子束里有1%的中子,具有穿越到镜像平行国际的才能,它们也发作了衰变,仅仅不是在咱们这个国际发作的,那些▓衰变出来的质子就丢了,观测效果就“显得”半衰期长了一些。

  试验没有打开,效果并不达观

  怎样证明“中子穿越到了镜像平行国际”呢?布鲁萨尔的试验规划看起来有些“想入非非”:她幻想的是让中子从头穿越回来。为此,要设置一堵厚墙,这堵墙是咱们这个国际里的中子无论怎么也无法穿透的。

  可依照“镜像平行国际”假定,那一束奔驰的中子束里,有些中子无需陷在墙里,在其他中子迎头撞墙,陷落在墙里的时分,它们到另一个国际去逛了一圈,相当于绕过了墙,然后穿越回来,出现在了墙后边。

  所以,科学家的主意是在墙后设置勘探设备,捉住这些使用镜像平行国际成功翻墙的“奸刁”中子。这样一来,两种丈量中子半衰期的试验就能取得共同效果了。

  不过现在来说,做出任何点评都还为时过早。由于这个试验幻想虽然完成了,何时展开还需待另一个前期试验的效果剖析。而掌管那个试验、还在剖析数据的科学家说:“虽然得到任何效果的或许性都很小,但这是一次简略且不贵重的试验,▓假如一场物理学革射中或许会发作好的效果,那么咱们有必要测验。”

  也便是说,中子物理学家们对这个问题已探究了40年,效果失望地发现好像在咱▓们这个国际里底子找不到答案,所以,那些带有科▓幻颜色的主意就进入到了科学家们的视界。又由于“简略且不贵重”,这样脑洞大开的幻想才或许被付诸施行。

  怎么了解科学家查验“科幻设定”

  实际上▓,这个事也能够帮咱们了解,科学里边的理论解说和试验验证之间的联系。在现代科学里,科学试验是为了查验(证明或许证伪)某种科学理论猜测。也便是说,任何科学试验在履行之前,都有必要要有满足的根据阐明,它才是有价值的。

  像这样的镜像平行时空的假定,从理论上而言,是并不太靠谱的,可是这个试验规划有一个优点,便是其本钱十分低,技能都是现成的,所以这个试验才得以顺畅地进入到施行阶段。

  另一个启示是,科学试验规划的定论有必要是敞开的,任何一位科学▓家都有必要要承受科学试验所给出的任何或许的效果:证明或许证伪。假如这个试验在“不或许穿透的墙”后边真的勘探到了中子信号,那么,想必物理学家们会大吃一惊,会有更多的同类试验进行查验,也会有大批理论学者们对平行时空假定进行火热的讨论,掀起一场物理学新革新。

  当然还有一种或许性,也便是连规划者都以为的,便是这个试验并未勘探到任何中子信号。也便是说,至少这个试验会下降“镜像平行时空”这个假定存在的或许性——今后的科幻作家用起这个概念也会更慎重吧?

  当然,这种两层或许性恰恰是科学试验最具魅力的当地。未来的答案究竟在什么方向?连最前沿的物理学家也不知道,所以,人们欢迎哪怕是最奇特的主意。

  当然,“谁主张谁举证”,提出主意的人有必要像这位科学家相同,提出最好比较、本钱较低的查验计划。但也有必要供认,终究答案在哪里,咱们仍然不知道。也或许多年后,人们回头发现,即便是现在科学家们最狂野的幻想,也显得过于保存了。

  □孙正凡(天体物理学博士)

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