科学家验证“平行时空”:科幻情节走入现实世界?
科学家验证“平行时空”:科幻情节走入现实世界?
星罗万象
自由中子有百分之一的大概性穿越到镜像宇宙?科学界不拒绝哪怕最怪僻的意料,但要通过检讨之后才气成为科学理论。
克日,据《新科学家》杂志报道,美国田纳西州橡树岭国度尝试室(橡树岭是人类汗青上第一枚原子弹的降生之地)的物理学家利娅·布鲁萨尔(Leah Broussard)和她的团队,试图在尝试室里检测镜像平行宇宙是否存在,来办理在中子衰变研究规模已经存在了40年的一个困难。
用科幻设定来办理科学问题,这毕竟是怎么一回事?
何谓镜像平行宇宙
其实,所谓科幻设定,本就是用来科学发明。好比镜像平行宇宙,实际上涉及两个基本量子物理学观念,宇称(镜像对称),以及概率表明延伸出来的“平行时空”。
在我们糊口里,可以看到许多简朴镜像,也就是阁下对称的图形。在经典物理学规模,阁下偏向也是完全一致的,镜子里的世界跟镜子外的世界都可以完美地存在。但在量子力学规模里,这种对称性被杨振宁和李政道发明的“宇称不守恒”冲破了,从而揭开了其时著名的“-之谜”,即在弱浸染力(四种基本浸染力之一)参加的核回响进程中,宇称是不守恒的。
不只如此,杨、李还设计出了尝试来证明这种不守恒导致的效应,华人科学家吴健雄密斯很快做出了个中一个尝试,从而证明杨、李的理论是对的,推翻了恒久以来默认的“宇称守恒”,震惊了物理学界——在量子力学里,镜子内里的世界,跟镜子外面的世界,竟然是纷歧样的。
至于平行宇宙,科幻迷已经很熟悉了。在量子的概率波表明里,关在箱子里那只可怜的“薛定谔的猫”,在被视察之前,既是死的,也是活的,是两种状态的叠加态。在被视察之后,它被领略酿成只有一种状态,要么是死的,要么是活的。
那么,另一种状态那边去了?有一种表明认为,另一种状态依然存在,是我们的宇宙产生了破裂,在平行时空里,那只猫酿成了另一种状态。
量子世界的这种变革息争释,跟我们糊口履历、经典物理是完全纷歧致的。对付这种“平行宇宙”表明,同意者无法证实,阻挡者也无法证伪。看看,我们熟悉的科幻假定,竟然来自科学家最初的异想天开。
中子衰变困难,逼出“镜像平行宇宙尝试”
报道中的主角布鲁萨尔在著名的橡树岭国度尝试室研究中子物理。中子,就是险些所有原子核里都存在的那种不带电的粒子。在原子核里,它性质很不变,可以恒久存在。固然有时也不诚恳,会产生衰变,从中子酿成质子,顺便扔出一个电子和一其中微子。
可中子一旦得到了自由,它们当即进入衰老期,产生衰变,每过约莫15分钟就会损失一半(这个时间叫做“半衰期”)。
问题就出在对自由中子“约莫15分钟”的准确丈量里。中子物理学家们有两种要领来丈量它,一种要领是将它们断绝在一个“瓶子陷阱”中,让它宁静地待着,自由衰变,过一按时间后再数一数剩余的数量;另一种要领是从核回响堆里取出一束飞跃的中子,在飞跃蹊径上设卡计数,数中子衰变之后发生的质子数。可这两种方法获得的半衰期功效老是大同小异——前者为14分39秒,后者为14分48秒。也就是说,约莫900秒的时间,两个功效差了9秒钟。
40年来,中子物理学家们绞尽脑汁想弄清楚,毕竟是那边出了问题。
面临这个凭据严谨的科学逻辑都无法圆上的“情节”,布鲁萨尔和同事们被迫祭出了科幻作家常用的瑰宝:平行时空,并且是镜像的。