大國(guó)院士 第一百五十九章失敗是成功之母

對(duì)于徐川的加入，陳正平毫無疑問是歡迎的。

目前他們的研究，無論是南大也好，還是澳大，亦或者是左治亞理工學(xué)院，研究進(jìn)度都陷入了僵局。

三所高校都無法從對(duì)撞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中找到希格斯與第三代重夸克（頂夸克t和底夸克b）的湯川耦合現(xiàn)象。

留給他們的時(shí)間不多了，如果在限定的時(shí)間內(nèi)無法有所發(fā)現(xiàn)的話，這部分的數(shù)據(jù)將會(huì)全面公開，由所有的物理學(xué)家一起進(jìn)行研究。

但希格斯與第三代重夸克（頂夸克t和底夸克b）的湯川耦合現(xiàn)象可以說是注定會(huì)發(fā)現(xiàn)的。

畢竟希格斯與第三代輕夸克粒子（陶子t）的湯川耦合現(xiàn)象在去年就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)了。

這證實(shí)了希格斯機(jī)制的正確性。

而在這個(gè)機(jī)制下，希格斯與第三代重夸克（頂夸克t和底夸克b）的湯川耦合現(xiàn)象是注定會(huì)發(fā)現(xiàn)的。

現(xiàn)在就看誰能先從對(duì)撞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中找到寶貴的線索或者證據(jù)了。

這是一份注定會(huì)被摘取到的成果，如果就這樣錯(cuò)過了，恐怕誰都會(huì)不甘心。

但沒有人知道，到底在哪一個(gè)對(duì)撞能級(jí)中會(huì)出現(xiàn)希格斯與第三代重夸克（頂夸克t和底夸克b）的湯川耦合現(xiàn)象。

如果能有一個(gè)數(shù)學(xué)能力出眾的研究者幫助他們分析一下今年的對(duì)撞數(shù)據(jù)，即便是沒能從今年實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中找到線索，也能排除掉一個(gè)能級(jí)可能性。

或者，找到些其他的東西，比如找出希格斯玻色子最有可能衰變的區(qū)域。

這對(duì)于下次再申請(qǐng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有著不小的幫助。

至少會(huì)看在這次的數(shù)據(jù)分析上，將他們的能力考慮進(jìn)去。

畢竟也不是公益性的組織，盡管他們的經(jīng)費(fèi)來源于遍布全世界的成員國(guó)，但拿了經(jīng)費(fèi)總歸是要做事的。

有能力或者能迅速做出成果的團(tuán)隊(duì)，自然會(huì)被優(yōu)先考慮。

南大這次能從其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的手中拿到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析權(quán)，離不開近些年華國(guó)的科研工作人員在做出的成績(jī)。

特別是希格斯與第三代輕子（陶子t）的湯川耦合現(xiàn)象，以及四夸克粒子，五夸克粒子的發(fā)現(xiàn)這些華國(guó)深入?yún)⑴c的成果，為他們爭(zhēng)取了不少的籌碼。

否則在這個(gè)以西方國(guó)家為主的科研組織中，南大還真不一定能申請(qǐng)到這次的科研實(shí)驗(yàn)。

對(duì)于徐川而言，他加入導(dǎo)師陳正平團(tuán)隊(duì)的目的并不是為了尋找希格斯與第三代重夸克（頂夸克t和底夸克b）的湯川耦合現(xiàn)象。

對(duì)于今年這場(chǎng)研究，他其實(shí)已經(jīng)提前知道了結(jié)局。

這是場(chǎng)大概率會(huì)失敗的實(shí)驗(yàn)研究。

因?yàn)橄８袼古c第三代重夸克（頂夸克t和底夸克b）的湯川耦合現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，是在2018年。

也就是兩年后，才會(huì)首次發(fā)現(xiàn)希格斯與第三代重夸克的湯川耦合現(xiàn)象。

徐川對(duì)這件事的記憶很深，因?yàn)樵谏陷呑拥臅r(shí)候，18年差不多是他開始正式踏入物理界的時(shí)候，對(duì)這些東西比較關(guān)注。

之所以說是大概率而不是百分百，是因?yàn)樗膊桓冶ＷC說今年的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中一定就沒有線索。

畢竟他沒有看過今年的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，說不定今年的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)里面就隱藏著某些線索呢？

不過說實(shí)話，徐川對(duì)此并沒有抱太大的希望。

一方面是南大、澳大和左治亞理工學(xué)院基本已經(jīng)給出了答桉。

三所高校，最少十幾名研究人員對(duì)一份實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析都沒有找到線索，徐川不認(rèn)為有什么線索能從這些研究人員手中錯(cuò)漏。

這種概率還是相當(dāng)?shù)偷?，畢竟這不是尋找什么標(biāo)準(zhǔn)模型之外的未知粒子，人們對(duì)其一無所知。

在去年就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了希格斯與第三代輕夸克的湯川耦合現(xiàn)象的經(jīng)驗(yàn)上，如果這次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)真的有希格斯與第三代輕夸克的湯川耦合現(xiàn)象出現(xiàn)，應(yīng)該是不會(huì)被三所高校的研究人員錯(cuò)漏的。

一家高校錯(cuò)漏還有可能，三所高校同時(shí)錯(cuò)漏，這個(gè)概率太低了。

此外，每一次對(duì)撞實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)基本都是不同的，即便是兩次能級(jí)、實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)、實(shí)驗(yàn)步驟完全一樣的對(duì)撞實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也可能不同。

所以這一次的對(duì)撞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中是否有希格斯與第三代輕夸克的湯川耦合現(xiàn)象數(shù)據(jù)也無法確定。

就好比希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)一樣。

從2010年3月開始，lhc就開始了緊鑼密鼓地進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集與分析，但直到2012年7月4日，歐洲核子研究中心才宣布發(fā)現(xiàn)了希格斯粒子。

這一場(chǎng)探索希格斯粒子的旅程，持續(xù)了整整兩年多，對(duì)撞能級(jí)找遍了100180gev區(qū)域，最終才在125126gev探測(cè)到超額事件，找到這顆神秘的粒子。

綜合這兩點(diǎn)來判斷，這次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可能蘊(yùn)含有希格斯與第三代重夸克的湯川耦合現(xiàn)象數(shù)據(jù)與線索的概率相當(dāng)?shù)汀?p/> 不過雖然對(duì)從這次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中找到線索不報(bào)什么希望，但借助這次數(shù)據(jù)，對(duì)希格斯與第三代重夸克的湯川耦合能級(jí)做一個(gè)數(shù)據(jù)分析或許能做到。

畢竟在如今的，想要尋找一種新的粒子亦或者的現(xiàn)象，靠的是通過lhc在不同能級(jí)下的不同粒子對(duì)撞來分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的。

就像希格斯粒子，對(duì)撞能級(jí)找遍了100180gev區(qū)域一樣。

如果不是希格斯玻色子是標(biāo)準(zhǔn)模型補(bǔ)上了最后一塊拼圖，恐怕lhc也不會(huì)專門為其做兩年對(duì)撞實(shí)驗(yàn)。

畢竟大型強(qiáng)粒子對(duì)撞機(jī)的每一次啟動(dòng)，都是以百萬米金，甚至是千萬米金為單位燒錢的。

lhc的功耗超過200兆瓦，也就是每小時(shí)的耗電量超過了20萬度電。

如果按照一個(gè)普通家庭一年用電2000度來計(jì)算，lhc運(yùn)行一小時(shí)，足夠一百戶普通家庭使用一年了。

這還僅僅只是對(duì)撞機(jī)運(yùn)行時(shí)消耗的電量，沒有算其他的東西，比如大型超算處理數(shù)據(jù)什么的，這些同樣都是巨耗電的設(shè)備。

除此之外，還有人員工資、設(shè)備維護(hù)等等開支。

這樣燒錢的行為，如果不是為了找到標(biāo)準(zhǔn)模型中的最后一顆粒子，驗(yàn)證質(zhì)量起源，恐怕也不會(huì)干。

而利用數(shù)學(xué)，對(duì)希格斯與第三代重夸克的湯川耦合對(duì)撞數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定它會(huì)在哪一個(gè)能級(jí)出現(xiàn)耦合現(xiàn)象，確定希格斯玻色子衰變成一對(duì)底夸克(h→bb)的理想搜索通道，毫無疑問具有極大的價(jià)值。

往物質(zhì)方面來說，如果真的能做到這一步，最少能節(jié)省數(shù)千萬甚至是數(shù)億米金的對(duì)撞資金。

往科研發(fā)方向來說，這是尋找新物理學(xué)的一個(gè)重要進(jìn)展。這些分析是測(cè)量希格斯玻色子性質(zhì)漫長(zhǎng)旅程中至關(guān)重要的一步，有助于科學(xué)家了解質(zhì)量的起源關(guān)鍵。

這也是徐川在解決自己的‘質(zhì)子半徑之謎’問題后，在明知道這次的實(shí)驗(yàn)大概率無法找到希格斯與第三代重夸克的湯川耦合現(xiàn)象的情況下，依舊選擇停留在，加入導(dǎo)師陳正平團(tuán)隊(duì)的原因。

也是他將這輩子的主要學(xué)習(xí)方向定為數(shù)學(xué)的原因。

在學(xué)術(shù)界，至少在物理界，是離不開的數(shù)學(xué)的。

數(shù)學(xué)計(jì)算和數(shù)學(xué)分析雖然沒有辦法直接讓你看到粒子或者對(duì)撞現(xiàn)象，但它能分析對(duì)撞數(shù)據(jù)，找到關(guān)鍵點(diǎn)所在，進(jìn)而節(jié)省大量的時(shí)間和金錢。

頂級(jí)的物理能力頂級(jí)的數(shù)學(xué)能力碰撞在一起，能推動(dòng)的東西比想象中更多。

這一點(diǎn)徐川現(xiàn)在深有體會(huì)，他現(xiàn)在在數(shù)學(xué)上的能力還算不上真正的頂尖，但就已經(jīng)幫助他解決了不少的麻煩了。

比如陳正平的二硒化鎢實(shí)驗(yàn)，此前的xuweylberry定理計(jì)算天體參數(shù)方法，這次的質(zhì)子半徑之謎等等，都是從數(shù)學(xué)出發(fā)的。

這也讓他相信，如果這輩子將數(shù)學(xué)能力點(diǎn)到頂尖，他肯定能看到上輩子無法看到的一些新東西。

加入導(dǎo)師的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)后，徐川白天跟隨著陳正平一起分析數(shù)據(jù)，‘學(xué)習(xí)’理論物理方面的知識(shí)，晚上則在酒店中完善著自己的論文，日子倒是過得相當(dāng)充實(shí)。

在已經(jīng)提前知道了結(jié)果的情況下，他也沒有日夜加班去完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。

距離南大提交這次報(bào)告還有一個(gè)多月的時(shí)間，在此之前完成就足夠了。

日子就這樣一天天的過去，眨眼間，時(shí)間就已經(jīng)來到了九月中旬。

華國(guó)區(qū)的辦公室中，徐川坐在一張辦公桌前，盯著桌上的數(shù)據(jù)發(fā)呆。

這大半個(gè)月的時(shí)間過去，足夠他將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)全部過一遍了。

盡管他很希望能在這次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中找到希格斯與第三代重夸克的湯川耦合現(xiàn)象的線索。

但遺憾的是，這次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中并沒有。

如果有希格斯與第三代重夸克的湯川耦合現(xiàn)象的線索的話，徐川相信以他現(xiàn)在對(duì)數(shù)據(jù)的敏感度，絕對(duì)能發(fā)現(xiàn)些異常的地方。

可惜的是，這大半個(gè)月來，他翻來覆去的將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看了好多遍，并沒有找到任何有價(jià)值的線索。

這很正常。

不是每一次的對(duì)撞實(shí)驗(yàn)都能發(fā)現(xiàn)些什么東西的，也不是每一次的對(duì)撞數(shù)據(jù)都有價(jià)值的。

在，lhc的每一次運(yùn)行，每秒會(huì)產(chǎn)生大約100億次粒子碰撞，而每次碰撞可以提供約100mb數(shù)據(jù)，因此預(yù)計(jì)年產(chǎn)原始數(shù)據(jù)量超過了40keb。

但根據(jù)目前的技術(shù)和預(yù)算，存儲(chǔ)40keb數(shù)據(jù)是不可能的，而且，這些數(shù)據(jù)中，實(shí)際上只有一小部分?jǐn)?shù)據(jù)有意義。

因此沒有必要記錄所有數(shù)據(jù)，而實(shí)際記錄的數(shù)據(jù)量經(jīng)過超算分析后，也降低到了每天大約1pb。

比如2015年的最后一次真實(shí)數(shù)據(jù)只采集了160pb，模擬數(shù)據(jù)240pb，而絕大部分的其他數(shù)據(jù)都被拋棄掉了。

而留下來的這部分?jǐn)?shù)據(jù)中，能否找到些什么東西，很大程度上還得看運(yùn)氣。

這次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中沒有希格斯與第三代重夸克的湯川耦合現(xiàn)象數(shù)據(jù)再正常不過了。

畢竟這是現(xiàn)實(shí)，不是網(wǎng)絡(luò)或者科幻電影，不是每一次的付出都會(huì)收獲的回報(bào)的。

如果隨便來一次對(duì)撞實(shí)驗(yàn)，就能發(fā)現(xiàn)一種新的粒子或者新的成果的話，物理界哪里還有這么多的謎團(tuán)。

標(biāo)準(zhǔn)模型也肯定早就被補(bǔ)齊了，甚至暗物質(zhì)，暗能量東西這些東西也早就被發(fā)現(xiàn)了。

像現(xiàn)在這種花費(fèi)了大幾個(gè)月，卻沒有做出什么有用的成果，在才是常態(tài)。

人們往往會(huì)記住成功的例子，卻很容易忽視在一次成功的背后，到底有多少次失敗。

就像希格斯粒子被發(fā)現(xiàn)震驚全世界一樣，世人都記住了2012年7月4日希格斯粒子公開的那天。

可誰又知道，在希格斯粒子被發(fā)現(xiàn)前，和其他的實(shí)驗(yàn)室，研究機(jī)構(gòu)到底做了多少次對(duì)撞實(shí)驗(yàn)，分析了多少次數(shù)據(jù)？

數(shù)千次？數(shù)萬次？亦或者更多？

這是個(gè)沒人能數(shù)得清的答桉。

失敗是成功之母，這句話應(yīng)用在高能物理界還是很有道理的。

通過不斷在實(shí)踐中試錯(cuò)，從而找到正確的那個(gè)方法或結(jié)果，就是這樣干的，一個(gè)個(gè)的粒子就是這樣找出來的，標(biāo)準(zhǔn)模型也是這樣完善的。