&esp;&esp;“汤川教授,不知道您设想的这套设备的精度有多高?”
&esp;&esp;汤川秀树对此早有腹稿,只见他拿起笔在黑板上写下了一个数字,同时边写解释道:
&esp;&esp;“嵯峨根先生,根据大一统模型的计算与拟合结果,质子的寿命大概是10的三十次方年左右。”
&esp;&esp;“所以我设想的实验设备是这样的——采用50吨荧光液体作为基底,在液体的周围环绕了90000个光电倍增管,选择一处山体深度在千米以上的废弃矿坑,制作一个超级大型的探测器。”
&esp;&esp;“至于这套探测器的原理,则是基于氢原子的量子能级结构……”
&esp;&esp;众所周知。
&esp;&esp;根据量子力学,每个状态下氢原子的量子能级结构可以被描述为依赖于量子数n、l和j的能量e:
&esp;&esp;e(n,l,j)=ebohrf(p,)+ens(rp,n,l)+eqed(n,l,j)。
&esp;&esp;其中ebohr表示玻尔结构,ens描述了原子尺寸效应,eqed代表了量子电动力学修正。
&esp;&esp;在这种情况下。
&esp;&esp;而氢原子的整个能级结构可以由两个未知数得出:
&esp;&esp;一是代表所有原子物理和化学的能量尺度r∞,另一个就是质子半径rp。
&esp;&esp;反之亦然,如果知道了氢原子的整个能级结构,那么自然也可以反推出后面两者。
&esp;&esp;而在徐云协助赵忠尧等人发布的元强子模型中,他们用兰姆位移法外推出了氢原子的整个能级结构。
&esp;&esp;基于这个参数,汤川秀树便想出了这样一套的测量设备:
&esp;&esp;氢原子的整个能级结构逆推出质子半径rp,接着在高达15位精度2s能级下测量零动量散射矢量——2s能级不受海森堡测不准原理的影响,因此它的准确性很高。
&esp;&esp;测出零动量散射矢量之后,开始对中子的超冷寿命进行测量。
&esp;&esp;没错。
&esp;&esp;中子,而非直接测量质子。
&esp;&esp;汤川秀树计划让中子与固态且寒冷的氘相互作用,使中子失去能量,从而将中子减速到超低温度状态。
&esp;&esp;接着这些中子被放入浴缸大小的真空瓶中,里面有约4000块磁铁。
&esp;&esp;强磁场对中子起到了约束作用,可以阻止它们与瓶子表面接触,因此这些超冷中子可以得以长时间保存。
&esp;&esp;然后再进行约束法试验,收集出现的质子数,这样r∞就可以计算出来了。
&esp;&esp;有了r∞和质子半径rp,那么切伦科夫辐射的参数便也有了。
&esp;&esp;得到这个参数以后,就可以开始修建研发观察质子样本的探测器。
&esp;&esp;最终只要能找的一个磁距有效质量异常的质子,那么必然就可以确定它出现了衰变。
&esp;&esp;所以整个过程分成三个部分,一是切伦科夫辐射参数的收集,二是整个探测器主体的建造,三则是探测器建造成功后的数据采集。
&esp;&esp;“15位精度的2s能级……”
&esp;&esp;看着汤川秀树写出来设备原理的相关参数,嵯峨根辽吉的脸上露出了一丝迟疑:
&esp;&esp;“汤川教授,这种精度的设备需要的成本应该会很高吧?”
&esp;&esp;汤川秀树点了点头,坦然承认道:
&esp;&esp;“没错,最少需要八个亿的美刀,以及300位左右的研究员,以及2000位以上的研究生。”
&esp;&esp;唰——
&esp;&esp;听到这个数字。