格拉维斯准备搞大型粒子对撞机和中微子探测器。
大型粒子对撞机基本可以说是开始探测微观世界的基础。
将粒子束加速,再使它们在特定的区域发生撞击,由此来获得无与伦比的能量密度,由此来间接“测量”基础粒子,是粒子对撞机的基本思想。
给微观粒子加速是第一个关键。
赋予对撞的粒子束的速度并不是越高越好,测量很多稳态粒子的初态过程并不需要很高得加速到,所以粒子对撞机有着高速与低速之分。
但就如少年龙所纠结的那样,更高的速度才有着更高的能量密度,才有着对更小尺度的测量可能。
想要研究魔力以及其它自然物质在亚原子级的微观结构,低速对撞确立稳态粒子的初态过程必不可少,接近光速的高速对撞同样必须。
为了将一束粒子——一般是质子,为了将质子束加速到接近光速,格拉维斯需要一个无比巨大的加速轨道。
螺旋器官有质加速可以加速不带电的粒子,并且加速效率和加速性能也高的可怕,用来加速亚原子尺度的微观粒子,足以获得亚光速级的粒子束,可这还远远不够,以质子炮吐息的强度来计算,现在少年龙胸腔内的螺旋器官喷射的质子束只能满足低速对撞要求。
达到亚光速区间时,每提升一点对撞速度,对最终的测量都有着跨越式的进步。
格拉维斯并不打算慢吞吞的从几十几百公里的加速轨道开始,因为没那个必要。
它要直接建造一个环绕在主物质界同步轨道高度的超大型粒子对撞机……要不是主物质界被屏障封锁,它可能会想办法拆掉一颗月球来建造环绕主序星级别的加速轨道。
粒子加速轨道只是用来加速粒子的,属于测量的准备工作。
但真正的探测并非从碰撞那刻才开始。
整个探测是一系列非常复杂的过程,首先就要确立对撞粒子的初态过程。
通过低速对撞,可以确定用于对撞的粒子——单颗魔力元素的物理性质以及结构模型。并对其中进行建模处理的每个子过程进行实践检验其可靠性。
当需要对撞粒子的性质和结构模型确定,就能采用部分子分布函数统计模拟本底,在统计学上知晓对撞发生的次数。这就是对撞粒子的初态过程。
然后,当粒子被漫长的轨道加速,在预定的区间进行对撞时,对撞后的粒子将会发生硬散射过程。
理想状况研究的是两个粒子对撞,发生对撞的粒子就如同两个太空机动兵器刚普拉铁球那样,在发生碰撞后会爆裂成许多结构碎块和零件飞溅,这就是硬散射过程。
粒子碰撞后的硬散射产生的是大量更加细微的粒子。
刚普拉铁球碰撞后,飞射的结构块和零件有大有小,那些结构不稳定的结构块会继续碎裂成更小的碎块碎片,而那些飞射烧熔的零件也可能会在碰撞中组合成更大的稳定碎片,特别是携带着铁磁性或者别的相互吸引力的东西。
同样,这些细微粒子并非全都是稳态或亚稳态粒子,很可能处于不稳定状态在极短的时间内发生衰变。
更糟糕的是,衰变后的粒子依然不一定处于稳态或亚稳态,次级衰变会继续发生,直到所有的粒子都稳定下来。
而其它那部分粒子,就如同有着相互吸引力的零件那般,比如胶子与夸克在能量达到量子色动力作用范围后发生禁闭,进行强子化,产生一堆强子和衰变粒子。
衰变与次级衰变、强子化等等都是在极为短暂的时间内发生,短暂到以龙脑都难以认知——实际上,除非触及实体无限,否则谁也没有办法直接探测到对撞过程后产生的非稳态粒子。
对撞的过程实质是将有了初态过程的粒子“拆解”开,获得它的零件的过程。
法术有着更方便的“拆解”方式,将空间壁垒闭合,就能利用主物质界的力量将包裹区域内的物质分解成普朗克尺度的“零件”,空间刃也能将刚好触碰到的原子核劈开,可还是那个问题,格拉维斯无法用任何方式观测被拆解开的都是些什么见亡灵的东西。
它们存在的时间同样只能以普朗克时间计算,在单位时间过就会发生各种各样的变化和次级变化,直到进入稳态。
对撞本身就是对测量的准备过程,只有在足够能量的对撞中才有办法间接观测到各种现象。
强子对撞机中实际发生对撞的会是两束粒子,这一方面是通过提高了粒子的数量,让对撞的成功率提高——原子已经很小了,把氢的核外电子层剥离,只剩下的一个质子就更小得离谱。
将氢原子放大到足球场那么大,质子只是处于其中的一颗乒乓球。
控制单个原子的撞击已经几乎不可能,想要控制单个质子的撞击完全是荒诞而离奇的想法。
另一方面,两束粒子的碰撞也放大了现象。
探测的过程则需要通过顶点探测器、轨迹跟踪器、电磁储能器、强子储能器、μ介子探测器,检测不同粒子在这五个部分发生的不同效应,记录下可观测的喷柱、高能光子、高能电子和高能μ介子的信息。
然后,通过记录这一系列的事例来进行数据分析,反推出撞击的过程,重构中间态的粒子和硬散射过程,通过硬散射过程的固有质量做出与事例数的二维函数图,在其中寻找“探测”到的粒子。
固有质量是两束参与对撞的粒子总能量和动量构成的不变量,这是洛伦兹不变量,在任何参考系下都有着不变性。
当把两束粒子看做一个整体系统并保持静止时——也就是初态过程,不变质量等于两束粒子能量除以光速的平方,结果等于两束粒子的质量——这就是固有的意思,是粒子束本来就有的质量。
通过测量单个魔力的构成,魔力释放出质量效应后的构成,自然物质的亚原子构成,以及自然物质原子被附加质量效应后的构成,格拉维斯就能知晓质量效应的亚原子层原理。
最终结果不管是否符合量子场理论猜想的引力子,都能让格拉维斯对时空、对魔力、对宇宙的认知更近一步,让它正式步入远古传奇的领域。