第164章 全場震撼

  第164章 全場震撼

  時間悄然過去。

  很快，蕭易將要舉行一場報告的消息，就在高能所的內部傳開了，畢竟是唐遺芳這位所長安排的事情，傳出去的速度也比較快。

  高能所的內部立馬就出現了各種的討論聲。

  「蕭易居然來咱們研究所開報告會？」

  「蕭易居然來咱們研究所了？」

  「蕭易居然……是誰？」

  「村還沒通網呢你。」

  「是唐所長安排的，而且所長要求到時候全所的研究員和副研究員都要暫時放下手中的工作去參加，至於其他人，建議參加。」

  「啊？為啥？他這個報告很重要嗎，讓我們這麼多人都要去？」

  「誰知道呢？他不是研究數學的嗎？現在還對我們高能物理有了成果？」

  「咳咳，畢竟咱們高能物理和數學物理也有很深的關係，說不定人家還真有什麼重量級的東西呢？」

  「不過話說回來，他這場報告的主題叫啥呀？」

  「好像是叫……唔，感覺有點奇怪，叫的是：實驗誤差分析及數據處理？」

  「什麼東西？誤差分析……還有數據處理？也就等於說，和數學有很大的關係？」

  「嘶……好像還真是的啊？」

  「啊！！！為什麼是數學啊！」

  一時間，很多人都露出了痛苦臉。

  雖然實驗誤差分析和數據處理在他們這個領域是一件十分重要的東西，很多結果的精確性都和這個相關。

  但是，對於他們來說，這種東西學起來實在是太痛苦了！

  然而沒辦法，所長都作出要求，他們這些研究員或者是副研究員都得去參加，那還能咋辦呢？

  只能等著報告那天的到來了。

  ……

  時間一直來到了報告的前一天。

  這一天，高能所的門口張貼了兩張橫幅，一張是中文，一張是英文。

  上面的意思都是：【歡迎來自CERN的喬治·帕里西教授及其團隊造訪高能所進行交流學習！】

  上午十點，一輛大巴車停在了研究所門口，隨著車門的打開，便有一張張外國人的面孔不斷從上面下來。

  為首的是一個看起來就很有義大利感覺的老教授。

  這位，便是喬治·帕里西，理論物理學界的巨擘，諾貝爾物理學獎的候選者，同時，他也已經將物理學中的其他諸多獎項幾乎都拿了個遍，就在今年上半年的時候，他也獲得了在含金量上僅次於諾獎的沃爾夫物理學獎。

  按照往年的一些情況，沃爾夫獎作為諾貝爾獎的風向標，說不定在今年10月份，他就會成為諾貝爾物理學獎得主。

  可以說，能夠邀請他到高能物理所進行交流學習，是一件十分難得的事情。

  車門前，唐遺芳已經帶著高能所的全體領導們站在這裡等待了，見到這位大佬下來，便紛紛迎了上去。

  「帕里西教授，歡迎您的到來！」

  唐遺芳上前和喬治·帕里西握了握手。

  喬治·帕里西點點頭：「唐教授您好，很高興能夠來到華國高能物理研究所，和你們進行交流。」

  一邊交談，一邊相互介紹各自的人，最後，CERN的人們也被全部迎進了研究所內。

  唐遺芳開始和喬治·帕里西說明起接下來的一些交流安排：「」「今天主要是給您介紹一些我們的物理所內部，然後還有BEPC，之後……」

  還沒等他說出接下來的事情，喬治·帕里西就打斷了他，說道：「這個就沒必要說太多了，你們BEPC的對撞能量太低，也做不了什麼足夠高能的實驗。」

  「我更加感興趣的是伱在昨天和我說的明天那場報告的事情。」

  喬治·帕里西問道：「那個數學天才蕭易，明天的報告，可能涉及到一個十分重要的發現？」

  唐遺芳一愣，心道果然還是這件事情讓他最關注啊。

  隨後他便笑著點點頭說道：「是的，帕里西教授，你應該也知道蕭易是一名數學天才，所以他針對我們粒子對撞的實驗誤差，提供了一種全新的誤差分析以及處理的方法。」

  「根據他的這個新方法，在處理一類數據之後，發現了一個與當前理論數據不相符的東西。」

  喬治·帕里西頓時就驚訝了起來：「與當前理論數據不相符？這件事情確定嗎？」

  唐遺芳點頭道：「按照蕭易的計算結果，就是這樣。」

  喬治·帕里西不由思考了起來。

  如果這是真的，這可稱得上是一個十分重大的發現。

  片刻後，他問道：「報告會在明天什麼時候？」

  一聽他這麼問，唐遺芳便笑了起來，顯然，對方這是產生興趣了。

  「明早十點。」

  「好！那我就期待明天的這場報告會了。」帕里西說道：「不過，你說的不相符的理論數據，是哪個數據？」

  唐遺芳歉意一笑：「這個……就先容我賣個關子，明天報告的時候，你就知道了。」

  「哦？」喬治·帕里西的眉頭一挑，隨後便笑著說道：「行。」

  ……

  喬治·帕里西及其團隊的到來，立馬就讓高能物理所變得熱鬧了起來，不過對於蕭易來說就沒有什麼太大的影響了。

  距離報告的開始只剩下不到一天的時間，而這些天的時間中，他除了完成了對誤差分析和處理方法的進一步優化之外，同時也用優化後的方法處理了更多的實驗數據。

  差不多也處理了有將近兩千個數據了。

  而所有的這些數據都無不表現出的W玻色子確實有很大可能存在著超重的可能，在標準差的差距上，基本上都達到了至少5個σ，甚至還不止是5個σ，有相當多的都超過了6到7個σ，乃至更多。

  當然，2000的數據量還是比較少的，不過，對於是否能夠讓物理學界開始對標準模型中的W玻色子質量產生懷疑，已經足夠了。

  「就等明天的報告了。」

  按照草稿紙上計算出來的數據，蕭易微微一笑，然後將這些紙張收拾了起來。

  這個時候，他的餘光又瞅見了桌角旁邊的另外幾張草稿紙。

  將這些草稿紙拿過來，上面寫的是一大堆看起來讓人眼花繚亂的物理推導式。

  【L_YM=1/4FμνaFaμν……】

  【Fμνa=μAνaνAμa+gf^abcAμbAνc……】

  這些東西都和楊-米爾斯方程有關。

  這些天以來，他也還是開始對質量間隙問題進行了研究。

  儘管在很多的實驗上已經驗證了質量間隙的存在，但是在數學上，卻仍然沒有得到證明。

  而只有在數學上實現對它的證明，才能夠幫助物理學家們能夠更深入地理解強相互作用力，並且確保非阿貝爾規範理論的內部一致性和嚴格性，這將為學術界提供一個堅實的理論基礎，使得在更高層次上統一不同相互作用力時可以避免內部矛盾和不一致。

  特別是，大統一理論嘗試將強相互作用力和電弱相互作用力在高能尺度下統一為一個單一的規範群。

  因此顯而易見的是，質量間隙問題一旦得到證明，將可以間接地幫助強電弱三大基本力的統一。

  「唔……這個到底應該如何證明呢？」

  看著這個問題，蕭易的腦海中陷入了沉思。

  面對這種物理上的數學證明，讓之前一直研究純數學問題的他，倒是稍稍有那麼一些不適應。

  不過這個問題倒是並不大，終究還是需要遵循數學上的各種方法。

  就這樣，時間慢慢過去，蕭易的腦海中也產生了許多的想法。

  但是，想要解決這個問題，還是差了許多。

  就這樣，一天的時間，又一次過去了。

  ……

  第二天，上午10點。

  高能物理研究所，最大的報告廳內，幾乎已經坐滿了人。

  高能所所有的研究員和副研究員都已經在裡面了，然後還有一些因為感興趣過來參加的助理研究員和實習研究員，當然，還有其他的博士後、研究生等等，總共有差不多一百五十多個人。

  而除了這些高能所的研究人員之外，就是來自CERN的喬治·帕里西教授團隊了。

  此時，喬治·帕里西教授和唐遺芳所長兩人坐在第一排中間，而在他們旁邊的座位上，因為報告還沒有正式開始，所以蕭易正在同帕里西教授交流著。

  「我聽唐教授說，你的研究結果，能夠找出一個和標準模型預測不符的結果，是嗎？」

  帕里西笑著問道。

  蕭易頷首：「是的，根據我的計算……」

  但是未等他說完，帕里西就伸手阻止了他：「好，這件事情，等你待會兒報告的時候再說吧。」

  他笑呵呵地撇了一眼旁邊的唐遺芳，說道：「畢竟，昨天的時候唐教授是讓我在今天報告上，從你的演講中知道，所以，現在就不用著急說出來。」

  「唐教授，你說是吧？」

  唐遺芳失笑：「既然帕里西教授這麼想，那麼咱們自然也不能讓你失望，蕭易，待會兒就看你了。」

  「當然沒問題。」

  蕭易笑著點頭。

  而這個時候，演講的時間也正式到了，他不再廢話，直接走到了台上。

  報告廳內迅速地安靜了下來。站在講台上面對著現場的這麼多物理學者們，蕭易先淺淺鞠了一躬，隨後便笑著道：「各位好，很高興能夠在高能所這裡和大家分享我最近一段時間的成果。」

  「首先感謝唐所長專門為我安排了這樣一場報告，同時，也要感謝帕里西教授願意來參加我的這場報告。」

  「老實說，雖然已經做過不少的報告了，不過物理報告我確實是第一次做，所以如果待會兒有不好的地方，還請見諒。」

  「那麼廢話不多說，我們進入正題。」

  蕭易在多媒體上一點，PPT亮起，這場報告的主題也隨之浮現在屏幕上。

  【實驗誤差分析及數據處理】

  「對於任何實驗，受限於技術手段，在對數據進行測量的時候不可避免地會產生各種誤差，而這些誤差，則極大地影響我們對於結果的判定。」

  「而對於高能物理來說，更是尤為如此，畢竟我們要觀測的是速度達到了99.99…%光速的粒子對撞，而發生的事件，甚至可能在僅僅幾微秒的時間內就會消失，所以最終得到的數據，就變得更加地不準確。」

  「對此，我們也就不得不使用更加先進的誤差分析方法，來幫助我們分析出一個實驗數據中有哪部分是誤差，哪部分才是真實的，然後再用數據處理的辦法，保留其中真實的數據。」

  蕭易一笑：「都說數學和物理之間的關係稱得上是親密無間，我想從這一點上也可以證明。」

  在場的人們一笑。

  「而這場報告，我為大家帶來的，就是一個更加精細的誤差分析和處理方法，它能夠幫助我們更進一步地提取出數據中的有效信息。」

  「接下來，我便直接用一組實驗數據進行舉例。」

  PPT一動，隨後上面便出現了一組數據。

  「這是一組關於W玻色子的輕子衰變模式的信號數據。」

  「我們都知道，W玻色子可以衰變為一個輕子和一個中微子，其中輕子可以是電子，也可以是繆子，或者是陶子。」

  一邊說著，蕭易也來到了旁邊的黑板上，在上面寫下：【W±→±+ν】。

  「我選的這組數據為W玻色子衰變為高能電子和中微子的組合，其中電子由探測器中的電磁量能器檢測，這裡給出電子能量為45.38GeV。」

  「而中微子由於不會直接被探測到，它們的存在通過缺失橫向動量表現出來，這裡我們得到的缺失橫向動量為35.31GeV。」

  「好了，現在，我們用傳統的方法對它進行誤差的分析處理。」

  「首先考慮探測器的能量解析度誤差，計算電子動量和MET的測量誤差……」

  「然後我們再通過誤差傳播公式計算。」

  【σM=√￣[(MσE/E)^2+(MσMET/MET)^2]】

  ……

  「最終，我們計算偏導數，代入數值，最終得到的質量為80.319±0.044GeV，根據標準模型的計算，W玻色子質量應該為80.379，誤差在2個標準差範圍內。」

  蕭易轉過頭，看向在場的人們，說道：「顯然，不管是我們計算出來的79.319，又或者是0.044的標準差，差距都實在有些大，當然，這也可能是因為單個數據量的置信度太低。」

  「不過，現在請我繼續借用這個數據，使用我的新方法來對它進行分析處理。」

  「首先，我們要對探測器的數據進行重新校準，在這裡，我用到的方法為最大似然估計，當然如果只是單純的使用最大似然估計的話，那肯定是仍有差距，那麼，我這裡將需要引入一些新的方法……」

  蕭易的嘴角微微一翹，轉過身，在黑板上開始寫了起來。

  而隨著他簡單的幾步展示出來，台下，唐遺芳和帕里西兩人便都眯起了眼睛。

  這個數學方法……

  好像有點不一樣啊？

  蕭易竟然是引入了一種新的算法，將最大似然估計進行了優化！

  而其他人之中，也或多或少有人看出了其中的一些奧妙，紛紛露出了驚訝的表情。

  「……如此，我們便將這個探測器的數據實現了校準，最終我們得到的數據為：電子動量45.84GeV，缺失橫向動量35.65GeV。」

  搞出了這一結果後，蕭易沒有停留，繼續起下一步：「接下來，就是對誤差進行分析了。」

  「在這裡籠統的使用誤差傳播公式，肯定不能滿足我們的要求。」

  「而現有的其他系統誤差分析方法，在應對複雜數據時又存在著局限性，無法充分分離和量化各個誤差源的影響。」

  「對於此，我們需要先引入一個Error Matrix。」

  誤差矩陣。

  台下，唐遺芳聽到蕭易提起了這個，很快就回想起了十天之前，蕭易給他介紹的這個方法，不得不說的是，誤差矩陣的確是一個十分精妙的辦法。

  而坐在他旁邊的帕里西，此時則不知道什麼時候拿出了紙和筆，但是跟著蕭易計算了起來。

  顯然他已經被蕭易所說的東西給完全吸引了進去。

  這時候聽見蕭易提出的誤差矩陣，他便在一次抬頭，認真聽了起來。

  就這樣，時間慢慢過去，蕭易終於，將誤差分析框架給講述完畢。

  「……在最後，我們將所有獨立的誤差成分綜合起來，然後代入到這樣一個新的誤差傳播公式中，計算總體的系統誤差。」

  「這個新的誤差傳播公式，能夠幫我們將各個誤差源之間的非線性關係和相互作用進行更加細緻的劃分。」

  「如此一來，我們最終就能夠得到一個更加乾淨的數據。」

  「現在，我們將最開始的數據代入進去……」

  「我們即可得到最終的結果為，這個W玻色子的質量為80.471±0.027GeV！」

  看到這個結果，帕里西頓時就眯起了眼睛。

  這個結果……

  如果考慮5個標準差的範圍，那就是[80.336，80.606]。

  相比起標準模型所預測的80.379，這個下限已經有點危險了！

  這都快有4個標準差的差距了！

  他忽然醒悟過來，為什麼蕭易要以W玻色子進行舉例了。

  難道是……

  「當然，這個結果相對來說還是比較一般的。」

  「看不出有什麼特別，大概唯一的值得關注的就是，它和標準模型所預測的W玻色子質量差距接近了4個標準差。」

  「但是，如果我們用這種數據方法，來對2000組數據進行處理，最終的結果會變成多少呢？」

  蕭易微微一笑，揭曉了答案。

  隨著PPT上面的頁面翻動，最終，結果出現了。

  【80.438±0.011GeV】

  在剛才，因為蕭易提到了標準差這個東西，所以，場下的人們看到這個結果時，頓時就計算出了這個結果的五標準差下界。

  80.383！

  「臥槽？！」

  「偶買噶的！」

  頓時間下面的聽眾們都驚呼了起來。

  「這是什麼？！」

  「等於說，W玻色子的質量，比起標準模型的預測值要高？」

  「這個值，可是真的超過了5個標準差！」

  「不至於吧……僅僅也就超過了4MeV吧？」

  「這還不至於？就算下界只超過了4MeV，那也足夠了！這都夠發一篇PRL了吧？」

  ……

  整個報告廳都開始想起了各種低聲的探討聲，從之前的安靜變成了嘈雜。

  一個超越標準模型的發現，如何不讓他們感到激動？

  這意味著物理學上的新發現！

  不過蕭易並沒有阻止他們，畢竟他要的就是這個效果。

  而這個時候，第1排的帕里西教授忽然開口問道：「你的數據量，只有2000個？」

  蕭易點頭：「是的，並且這些數據都來源於BEPC最近的一次對撞結果。」

  「數據量還是有些少了……」帕里西沉思片刻，最後說道：「我必須要說，你的這個報告，確實給我帶來了非常大的驚喜。」

  「不僅僅是W玻色子超重的問題，我們都知道，W玻色子的質量是希格斯機制給的，那麼一旦W玻色子的質量與標準模型下的預測值不符，很有可能希格斯機制就是存在問題的，或者說，是不完善的。」

  「不過，就像我剛才所說的那樣，數據量還是太少。」

  「如果你能夠用更多的數據量來得到結果，我想這將能夠幫助證明你的結果。」

  聽完帕里西的話，蕭易點了點頭。

  而這個時候，唐遺芳說道：「帕里西教授，這也就需要你的幫助了，LHC那邊的數據，或許能夠幫助得到一個更為精準的結果。」

  「這個……」

  帕里西思索了起來，最後說道：「可以是可以，但是你也知道，LHC最近的數據，在最初的幾年不會公布，蕭易需要拿出一個能夠說服CERN的東西。」

  而後，他轉頭看向蕭易，說道：「你如果能夠將這場報告的內容寫成論文，發表出來，我就能夠說服CERN提供這部分數據。」

  對此，蕭易自然點頭：「當然沒問題。」

  「好。」帕里西笑道：「那我就等著你將論文完成了。」

  ……

  (本章完)