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宇宙不是连续的?他要用低成本实验,颠覆时空观念(2)

来源: www.zhongliu365.com 时间:2018-02-28 奇闻指数: 编辑:刘杨 手机版

霍甘说,如果严格按照这个思路,我们就能找到监测空间数字化噪声的办法。因此,他设计了一个实验方案,用来探测宇宙最基本尺度上的数字噪声。或许,他会是第一个告诉你,这个方法不可行的科学家——因为他可能什么也没看见。 霍甘进行的是最贴近 “实验”本意的尝试,是对未知领域的一次探索。“你没法用目前已确立的时空理论和量子力学来预测将会得到什么结果,”霍甘说,“但对我而言,这正是该实验的意义所在——走进一片未知领域,看看里面有什么。”

不过,如果真的观察到时空的“跳动”,又会如何?我们的空间和时间观念必将为之颠覆。“物理学将伤筋动骨,”霍甘说。

久违的基础实验

在粒子物理学领域,针对如此基本模型所展开的实验已经多年未见了。上世纪60年代末到70年代初,物理学家曾用一系列理论和基本原理,构筑起了所谓粒子物理标准模型(standard model),而在此后几十年间,则利用越来越深入、越来越精准的实验,不断检验该模型。霍甘解释说:“这类研究模式是,理论界首先提出一些想法,比如希格斯玻色子(Higgs boson),发展出一个模型,而这个模型会作出一些预言。然后,科学家会通过实验来验证这些预言,判定模型的成败。”简而言之,先有理论,后有实验。

这种传统研究模式背后的原因是,粒子物理学实验大都花费不菲,例如欧洲核子研究中心(CERN)在日内瓦附近建造的大型强子对撞机(LHC),总共花费了50亿美元左右,而且全球有数千名科学家在为这台人类史上最庞大、最复杂也是最精密的仪器工作。科学家已经在担心,如果下一代粒子对撞机继续追求更高的能级、更大的规模,势必花费更大,公众可能会对此说“不”。

LHC上的一个普通实验,可能就需要3 000多名研究者参与,而在费米实验室,霍甘的团队只有20人左右,而且部分成员还不是全职参与实验,比如来自麻省理工学院和密歇根大学的高级顾问。霍甘本人是一个理论物理学家,对各种各样的真空泵和固体激光器也摸不着头脑,所以他又找到亚伦·周(Aaron Chou),共同主持这个研究项目。亚伦·周是一名实验物理学家,霍甘提出实验计划时,他刚好来到费米实验室。2011年,他们获得了200万美元的资金,这笔钱要是用在LHC上,只够买一块超导磁铁和几杯咖啡,而在这里,则能支撑起整个研究项目来。“如果常规技术就够用了,我们绝不动用高科技设备。”霍甘说。

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