“幽灵捕手”程序筛选出的那三个高亮的数据坐标点,像三颗遥远而微弱的星辰,瞬间点燃了“前沿物理项目组”沉寂已久的希望。
但林浩、克劳斯和秦川都非常清楚,这仅仅只是一个开始。这三个“候选事件”,只是通过了他们设定的“理论滤网”和“熵值算法”的初步筛选,它们究竟是不是真正的“量子玻璃”,还需要进行最精细、最严苛的“解剖”分析。
“我们开始吧。”秦川的表情异常专注,他将“神谕”数据分析系统的权限,完全对林浩和克劳斯开放,“我们对这三个‘候选事件’,逐一进行最深度的‘事件重建’。”
这项工作,对于林浩和克劳斯这两位“外行”来说,是一个全新的挑战。它不再是他们熟悉的、在连续时空背景下的分子动力学模拟,而是进入了量子化的、充满了各种奇异粒子的亚原子世界。
在秦川的指导下,他们开始了这项堪称“数字考古”的艰巨工作。他们需要做的,是调取这三个“事件”发生前后,探测器记录下的所有原始数据——包括径迹室中数百万条带电粒子的飞行轨迹,电磁量能器和强子量能器中沉积的能量信号,以及最外层缪子探测器捕捉到的信号。
然后,他们需要像法医一样,将这些支离破碎的线索,一点点地拼接起来,重建出那转瞬即逝的10的-24次方秒内,所发生的一切。
工作量,是巨大的。
他们首先将目标,锁定在了“候选事件一”。
经过长达十几个小时的数据处理和轨迹拟合,该事件中所有衰变产物的四维动量信息,被成功地重建了出来。
“看这里。”秦川的手指,在全息投影出的三维轨迹图上,精准地点出了两条几乎背对背飞出的、穿透了所有量能器、最终被最外层缪子探测器捕捉到的高能粒子轨迹。
“能量在100 GeV(千兆电子伏特)级别,信号干净,没有强子簇射的迹象。”秦川调出了这两条轨迹的详细数据,“这是非常典型的、由一对高能‘缪子对’留下的信号。”
林浩和克劳斯都皱起了眉头,他们虽然不是专业的粒子物理学家,但也知道缪子是轻子的一种,通常不参与强相互作用。
“是的,”秦川看出了他们的疑惑,立刻给出了专业的判断,“在质子对撞中,如此高能量的、干净的缪子对信号,其最可能的来源,是一个质量约为91 GeV的‘Z玻色子’的快速衰变。”
Z玻色子,是传递弱相互作用的标准模型粒子之一。
“Z玻色子的自旋为1,它在衰变成缪子对时,其角分布在理论上就具有一定的前后对称性。”秦川继续解释道,“这次事件,很可能就是一次Z玻色子的衰变过程,恰好在几何形态上,‘伪装’成了你们要找的那种‘各向同性’。而Z玻色子的产生和衰变,是一个已经被充分研究过的、非常成熟的标准模型过程,与你们寻找的‘新物理’无关。”
经过严谨的论证,第一个“候选事件”,被确认为一个巧妙的“伪装者”,被无情地排除了。
希望,还剩下两个。
团队立刻将全部精力,投入到对“候选事件二”的分析中。
这一次的分析,过程要困难得多。它的衰变产物中,没有发现任何像“高能缪子对”这样明显的、可以被快速识别的“特征粒子”。它的各项指标,无论是角分布的各向同性程度,还是局域熵密度,都非常符合他们对“量子玻璃”的预期。
所有人的心,都提了起来。
然而,当克劳斯在对整个事件进行最关键的“横向动量平衡”校验时,他发现了一个微小的异常。
“不对劲。”克劳斯指着屏幕上一排复杂的动量计算结果,眉头紧锁,“根据动量守恒定律,所有衰变产物在垂直于对撞束流方向的横向动量之和,应该严格为零。但是,这个事件的计算结果,存在一个微小的、但统计上显着的‘动量丢失’。”
“丢失的横向动量大约在20 GeV左右。”他看着秦川,问道,“秦博士,这种情况,在实验中常见吗?”
秦川的表情也变得严肃起来。他立刻调取了该事件的全部量能器能量沉积数据,进行了反复的计算和校验。
最终,他得出了一个推断。
“这种情况,在粒子物理实验中,只有一个最合理的解释。”秦川的声音有些遗憾,“那就是,在这次衰变过程中,产生了一个或多个我们无法直接探测到的、只参与弱相互作用的‘中微子’。”
中微子,是粒子物理学中最着名的“隐身人”。它几乎不与任何物质发生相互作用,能够轻易地穿透整个地球而不留下任何痕迹。探测器唯一能感知到它存在的方式,就是通过分析其他所有粒子的能量和动量,来反推出那个“丢失”的部分。
“如果这个事件中包含了能量不低的中微子,”秦川总结道,“那么我们就永远无法精确地重建出这次事件的全貌。这个‘动量丢失’,会对我们计算‘各向同性’和‘熵密度’的精度,造成无法修正的干扰。因此,我们无法确凿地证明,它一定就是我们要找的新现象,也无法排除它只是某个包含了中微子的、已知的标准模型过程。”
第二个“候选事件”,因为这个无法被证实的“干扰项”,也被暂时搁置了。它无法被证实,也无法被证伪,因此,不能作为最终的、确凿无疑的证据。
两次的希望,两次的失望。办公室里的气氛,再次变得压抑起来。
所有的希望,都聚焦在了最后一个,也是唯一一个“候选事件三”之上。
如果连它也被排除了,那他们这数周的努力,将彻底付诸东流。
没有人说话,所有人都以一种近乎于仪式感的专注,投入到了对最后一个“幽灵”的解剖之中。
时间,在一行行代码的运行和一次次数据的校验中,无声地流逝。
这一次,分析的过程,顺利得令人难以置信。
“事件中……没有发现任何高能轻子信号。”
“横向动量……完美守恒,丢失动量小于0.1 GeV,在误差范围之内。”
“能量守恒……完美闭合。”
“衰变产物中……没有发现任何奇异粒子或者重夸克的迹象。”
秦川和克劳斯的声音,带着越来越难以抑制的激动,逐一报告着分析结果。这个“候选事件三”,就像一个最完美的“嫌疑人”,没有任何不在场证明,也没有任何可以被归咎于其他“案犯”的线索。
最终,到了最关键的、决定它“身份”的时刻。
“开始进行最终的角分布统计显着性分析。”林浩的声音沉稳,但紧握的拳头,却暴露了他内心的紧张。
秦川启动了那个专门用于进行统计假设检验的程序。屏幕上,代表着“候选事件三”衰变产物角分布的实验数据点,与代表着“完美球形对称”的理论曲线,被绘制在了同一张图上。
完美吻合!
那些数据点,就像是被精确地打印出来一样,完美地落在了理论曲线之上。
程序的最后,给出了一个最终的、冰冷的、却又足以让任何一位粒子物理学家为之疯狂的数字。
——“原假设(该事件为背景涨落)的可信度:p-value = 2.87 x 10^-7”
“p值……小于三乘十的负七次方……”秦川看着这个数字,喃喃自语,随即,他的声音陡然拔高,“这……这意味着,吻合度……超过了5个西格玛!”
5西格玛!
在粒子物理学的黄金标准里,3西格玛,可以被称为“迹象(evidence)”;而只有当统计显着性超过5西格玛时,才能被称之为——“发现(discovery)”!
办公室里,死一般的寂静过后,爆发出了一阵压抑不住的欢呼!
他们做到了!在那片由亿万亿个数据点构成的、浩瀚如星辰的数字海洋中,他们终于找到了那个独一无二的、无可辩驳的、真正的“幽灵”!
团队三人看着屏幕上那个完美的、呈现出球形对称的衰变轨迹图,激动得难以言表。
他们已经牢牢地抓住了那个通往新物理世界的大门把手。
接下来,就是推开这扇门,对这个“完美事件”进行最彻底的“解剖”,去窥探其内部,那隐藏了亿万年的、关于宇宙最深层奥秘的时刻。