Tip:
Highlight text to annotate it
X
假設你想要發現新的粒子。 你首先要……
等一下!Henry,你說你要 預先行動去發現一個粒子?
那也能叫發現嗎? 那不就有點像歐洲人
『發現』已經有好幾百萬人 居住的美洲大陆一樣?
我意思是那不是真的『發現』 而應該比較是确認科學事實。
完全正确!John,謝謝你的解釋。 誠實地我們應該說
希格斯場的數學模型在1960年代 被發現但希子本身
一直到2012年才被證實。 事實上,希格斯玻色子還不是
第一個在大型強子對撞機...發掘... 的粒子:Xi-b粒子,
簡單來說一種比較重的中子 比它早幾個月被發現。
但你可能從來没有聽過。因為Xi-b只是 某個我們已經知道存在的夸克的組合。
所以那并没那麼興奋。 我意思是如果你已經知道奶酪
也認識餅干, 那『奶酪加饼干』
這愉快的發現不太會改變你的世界觀。
但是粒子物理標準模型 能預測超越奶酪和餅干的事情:
那就是,每极大數分之一的 對撞會產生一個希格斯玻色子
然後它會衰變成日常的東西如 電子和光子:
那些我們的偵測儀器每時每刻撿起的 餅干碎。
這是一場產生希子性質粒子 對撞發生的微小機會
和那絕絕大多数產生相似餅干碎 的其它對撞的闘爭。也是為甚麼
我們需要大型強子對撞機這樣的巨大機器。 之前的粒子加速器只原則上
有勉強足够的能量產生希子 但它們的没有足够的對撞次數
來确定它們到底是看到希格斯玻色子
還是一大堆巧合地看起來 好像是來自希子的餅干碎。
這類似要确定一個20面骰子 是不是有問題。可能你懷疑
它得到3的機率是其它數字的两倍。 但你要怎樣去确定呢?
很簡單,滚幾次骰子。 如果得到3的次數比較多
骰子就有問題,不是嗎?
沒那麼快。舉例說,滚10次 而一次都得不到3的機率
其實頗高!那是因為尽管 3的機率是其它數字的两倍
它還是有很多其它可能滚到的數字。
所以随機事件和大數子很容易騙人 就算你滚這骰子一百遍
而且的确得到比較多的三 還是有五十份之一的機會
一枚公平的骰子意外的得到這結果。 你愿意下注多少錢來賭
你得到了新粒子的證据如果 你的結果有1/50的機率是
來自随機事件的波動 而那粒子并不存在?
如果這决定能否得到諾貝爾奬 你要多肯定? 千分之一?
萬分之一?
實际上,物理學家有更嚴格的要求。 他們不會說『發現』了一個新粒子
除非在那粒子不存在的前提下 依然得到同樣結果的概率
小於一百萬分之一… 所以如果你要說服粒子物理學家
你發現了一枚不公平的骰子, 你要滚它五百五十次他們才满足!
而那只是确定一枚20面 骰子是不是有問題。
高能量粒子對撞可產生的結果遠多於20種。
要達到可以公布LHC發現了新粒子證据的信心度。
大約需要6億次對撞… 每秒…两年時間。
只有那時你才可以開酒瓶來陪衬你的 奶酪和餅干并宣稱成功的新發…不,
成功的科學事實驗證。