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在田納西州東邊的橡樹嶺國家實驗室裡,物理學家莉婭·布魯薩德(Leah Broussard)正嘗試開啟一個通往平行宇宙的傳送門。

而這個將她引領向“映象物質”的現象被她稱作是“振盪”,但其實這與所謂的傳送門的想法在原理運作上是相同的。在她計劃於今年夏季在橡樹嶺進行的一系列實驗中,布魯薩德會發射一道亞原子粒子束到50英尺(約15.24米)長的隧道中,經過一個強磁場,最後撞到一堵粒子束無法通過的牆上。如果實驗步驟準確無誤,而宇宙又願意配合的話,那麼粒子束當中的一些粒子將會轉化為映象版本的粒子,並由此得以穿牆而出。要是結果果真如此,布魯薩德發現的便將是證明與我們緊密聯絡的映象世界實際存在的第一個證據。

“這確實挺瘋狂的,”布魯薩德這樣評價自己不可思議的探索歷程。

假設映象世界存在,它將擁有獨立的映象物理法則以及映象宇宙歷史,只不過你不會在其中找到一個映象版本的自己(這裡也沒有蓄著山羊鬍須的邪惡史巴克——抱歉了,星際迷航的粉絲們)。但現有理論認為,你仍有可能會在那裡發現映象原子和映象石塊,甚至是映象植物和映象星體等等。這些映象物質可以共同構成一個完整的映象世界,就和我們的宇宙一樣真實存在,但卻幾乎無法與我們的宇宙產生聯絡。

圖中為物理學家莉婭·布魯薩德

——莉婭·布魯薩德在橡樹嶺國家實驗室裡研究亞原子,這裡也是她尋找映象物質的地方。

布魯薩德說她尋找映象宇宙的初步實驗並不會特別困難。“實際上它很簡單,我們只是用橡樹嶺現有的裝置和資源,把附近的物質湊到一起去,”她講道。但哪怕她明確檢測到只有一個映象粒子的存在,也能證明可觀測宇宙也不過只佔了世界一半的部分罷了——且已知的物理法則也不過只是一套更豐富的規則內的一部分。

“假如你真的發現了這樣新奇的事實,遊戲規則就徹底改變了,”布魯薩德說。

震驚物理界的短短十秒鐘

正如過往科學界的種種偉大探索歷程一樣,一些小而看似深奧難解的問題也隨著人們對映象物質的研究深入而逐漸浮現。在20世紀90年代,物理學家為了研究中子——一種於原子核內部發現的粒子,是如何分解[1]為質子的這種與放射性相關的現象而設計了高精度實驗。然而實驗結果卻出乎他們的意料。

研究員發現粒子束中生成的中子,也就是布魯薩德的實驗物件之一,在它們“衰變”[2]而生成質子之前的平均用時為14分48秒。但某一實驗室儲存的中子的衰變過程卻稍稍要快一些,它們用了14分38秒。

十秒鐘看上去並不長,但實際上這個數字應為0:因為所有中子完全一致,且它們的行為是與實驗地點、實驗方式毫無關聯的。

“我對待實驗差異是很認真的,”本傑明·格林斯坦(Benjamin Grinstein),一位來自聖地亞哥的加州大學粒子物理專家這樣說。“這已經不僅關乎到這兩個實驗,還關係到不同組織分別獨立完成的許多次實驗。”原本以為能夠解決這種爭論的最新實驗卻“只不過是讓事情變得更糟了,”他補充道。

格林斯坦試圖確定另一種可能性,即中子的分解產物不僅是質子還有其他粒子,但至今仍一無所獲。映象物質的理論則提供了更精細,或許還有點怪異的解釋。

十年前,俄羅斯彼得堡核物理研究所的阿納託利·塞雷布羅夫(Anatoli Serebrov)提出了普通的中子會穿越進映象世界並轉化為映象中子的說法。這時我們便沒法再檢測到它們的存在——看上去就像是某些中子單純地消失了。“但這樣解釋的話,中子的壽命就說不通了,”布魯薩德說道,因為假如事實如此,那麼在實驗進行時,某些中子便會處於從實驗儀器中“正在消失”的狀態。

而將上述各種線索連線在一起之後,你便可以得到接近事實真相的答案:這些有關中子的實驗之所以看上去有些不靠譜,正是因為物理學家們在不經意間開啟了通往映象世界的傳送門。

鏡子的另一端

布魯薩德的實驗目標便是要確認映象世界是否存在;若答案是肯定的,就去找出可以準確開啟“傳送門”的方法。這時,就輪到她的中子束和不透牆上場了。

橡樹嶺國家實驗室裡的85兆瓦功率核反應堆可以根據需求發射出數十億粒中子,所以實驗原材料的準備不是問題。困難只在於找出讓部分中子“穿越”到映象世界的方法,然後向她那些頗具懷疑精神的同事(以及她自己)證明中子確確實實穿越了。

圖中為橡樹嶺國家實驗室中的莉婭·布魯薩德。

該實驗大致會持續一天。資料收集和錯誤排查則將另外花費幾周的時間。布魯薩德將要尋找的重大線索呈現者——便是那些成功變為映象中子,透過本不可穿越的障礙,並且得以返回我們這個世界的中子。“問題就在於:我們真的能夠讓中子穿透一堵牆嗎?”她說道。而根據常規物理法則,“我們不應看到任何中子(穿透過去)”。但假如某些中子真的穿透過去了,那麼傳統物理學就將被證明是錯誤的,映象世界則是真實存在的。

與此同時,在蘇黎世的瑞士保羅謝勒研究所內,克勞斯·基爾希(Klaus Kirch)正在進行一項與該實驗互補的另一項實驗。他的計劃是捕獲緩慢移動的中子,並用磁場轟擊它們,接著,通過比較前後中子個數的差異來證明這些粒子是否還處在原位。“若一些中子經振盪而轉化成為了映象中子,它們就會從我們的儀器中消失,”他解釋。基爾希的團隊已經開始了這項實驗,並且希望在今年夏末就能分析完實驗結果。

尚未觸及的遠方

除去兩者理念上的簡單之處,布魯薩德與基爾希的實驗都是極其精密複雜的專案,鑑於它們都依賴幾十億美金來研究一些亞原子粒子的異常行為。其他研究人員也認為或許還有能夠證明映象世界存在的更有力證據尚未被發現。此刻我們可能正望著映象世界,在我們頭頂上藍天的每一個角落。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. Corey S.Powell- Kori

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