第五百三十四章：探测暗物质的手段

老实说，对于是否去参加这一届的国际数学家大会，徐川心里也还在犹豫。

其实无论是从个人的角度上，还是从学术发展的角度上来看，他都应该去参加的。

四年一度的国际数学家大会，不仅仅是来自全世界的数学家聚集在一起认识新的朋友，更在于报告会上那些精彩的数学报告，以及和其他顶尖数学家的思维火花碰撞。

这种和其他同样顶级的数学家在一起畅所欲言互相交流的机会可不多。

尤其是对于他这种站在数学界最前沿，希望且有志于在数学上更进一步的学者来说，这样的机会可以说是不容错过的。

对于学术而言，闭上门来自己搞从来都不是一件正确的事情。

哪怕他习惯在研究的时候一个人进行，但那是基于已经有了足够的灵感和思路的前提下。

对于那些未知的东西，光靠一个人想是很难有足够可行的道路或方向的。

只有思维的火花进行互相交流，碰撞，才能够闪耀出灿烂的智慧。

老实说，他已经很久没有去和其他顶尖的数学界进行这样的交流了，所以徐川还是希望去一趟的。

不过考虑到国家和安保等方面的问题，又是一件大难事。

相信如果米国知道他跑出了国，肯定会乐于做点小动作的。

毕竟他给米国带来的麻烦可不止一星半点的。

思索了一下，徐川长舒了口气，摸起手机打了个电话给郑海。

不一会，郑海就推开门走了进来。

“教授，你找我？”

徐川点了点头，开口问道：“有点事想问问你。”

郑海略带疑惑眼神看了过来，徐川接着道：“如果我准备去参加今年在沙俄圣彼得堡举办的国际数学大会，在行程和安保方面，你们会不会太困难？”

自从18年去瑞典领了个诺贝尔奖后，他就没有再出过国了。

而且那一次其实说起来还比较轻松，毕竟18年的时候他所有的成果基本都在的理论领域，哪怕是在那一年同时拿到了菲尔兹奖和诺贝尔奖，也不过是一名理论学者而已。

即便是米国会在意，也不会太过于重视。

而现在，他涉及到的领域可不单单是理论领域，无论是核废料的处理技术，还是可控核聚变技术，亦或者是锂电池领域的人工SEI薄膜，都是纯粹的应用科技。

一名能将理论科学转变成应用科技的学者，重要性远超于纯粹理论学者。

所以如果实在太麻烦，难度太高的话，不去也行。

听到徐川的话，郑海微愣了一下，沙俄，圣彼得堡？这好像还是这位回来后第一次提出想出国来着。

思索了一下，他开口道：“这个我不太确定，毕竟您要出国的话，涉及到的东西会比较多，我会向上面汇报进行沟通的。”

微微顿了顿，他看向徐川接着道：“不过如果您真的想出去的话，我们会尽全力去保障你的安全的，办法肯定是有的。”

对于眼前这位来说，他想要出去参加个数学交流会，只要不是去米国那边，上面肯定是会想办法搞定这事的。

麻烦什么的，放到他身上完全都是不存在的东西。

毕竟他一个人创造的价值，即已经超过无数人了。

对于国家而言，没有什么是保障他的安全以及学术环境更重要的事情。

更何况，这次前往的国家，还是相对安全的沙俄。

郑海相信上面也会答应这件事情的。

徐川点了点头，说道：“那这件事就麻烦你了，结果如何，记得和我说一声。”

郑海点了点头，敬了个礼后就转身离去了。

看着被带上的房门，徐川晃了晃脑袋，将注意力重新集中到了办公桌上有关于对撞机探测器的资料上。

他记得上辈子在LHC升级成高亮度LH-LHC对撞机后，升级的探测设备主要超导环场探测器(ATLAS)和紧凑渺子线圈（CMS）这两个。

而后面观测到和发现惰性中微子完整对撞信息数据的，也正是这两个探测器。

所以他将主要的研究目标和方向放在了这两个上面。

超导环场探测器(ATLAS)和紧凑渺子线圈（CMS）这两个探测器是LHC对撞机上的通用探测器设备。

前者并不专注于特定的物理过程，其设计目标是尽量广泛地侦测各种可能发生的信号。

所以对于它而言，不论新物理是以何种的物理过

程或是有任何新的粒子产生出来，超导环场探测器都要能够侦测到并且量测其物理性质。

而后者，尽管同样是通用型探测器，但结构和探测范围却完全不同。

它是用来研究LHC加速器所提供的

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TeV质心能量下质子对撞物理的设备。

其子探测器包含了用来量测在对撞后所产生的光子，电子，渺子等粒子的能量与动量的设备。

作为一名物理学家，徐川对于这两个探测器有一些了解，但也仅限于此了。

毕竟他只是一名物理学家，不是一名物理工程学家。

而现在，他要做的，就是找出这两个探测器的共同点，来确定后续高亮度LHC对撞机的升级方向。

这是赢得这场竞争的方向。

翻阅着手中的资料，徐川颇感兴趣的阅读着里面的那些信息。

对他来说，这是第一次有意识的踏入理论工程设计领域，里面很多的东西都是他第一次看到的。

比如紧凑渺子线圈（CMS）探测器的结构，以及对应的原理。

从这份资料中，可以知道CMS使用了约

80，000支铅钨晶体所构成，晶体的特色为高密度与高透光度，类似于一般常见的铅玻璃。

而当电子或光子穿过晶体的时候，会与这些晶体材料发生反应，由制动辐射与粒子对生与湮灭造成所谓的簇射现象。

这个释放出来的能量，会使得晶体中的电子跃迁而发光，然后由附于晶体表面的光探测器所量测。

测量出来的数值，再转换成的电子讯号经校正后可以用来推估原入射粒子的能量大小。

这种精巧的思路，让徐川第一次了解到了他和其他理论物理学家，到底是怎么观测到那些对撞产生的粒子数据的。

不得不说，这对于他来说，是一个全新的世界。

基于理论和应用结合而诞生的整个过程与相关的科技方向，是一个比纯粹理论领域更宽广的世界。

在接下来几天的时间中，徐川都在研究LHC对撞机的资料。

在这些天中，他看到了，了解了很多以前从未了解的知识，让他很是满足。

然而遗憾的是，从手中的资料中，他并未找到最想要的东西。

看完手中的一份资料后，徐川有些忍不住摇了摇头叹了口气。

这些资料上，常规同化性质的探测器建造资料倒是有不少，但怎么去探索探测更高等级和能级的粒子技术，上面一条都没写，甚至连个方向都没有。

不过想想也是，CERN针对会员国流出来的资料，基本都是筛选过的，那些真正储备的技术，怎么可能针对会员国全面放开。

正在这时，另一位长相偏可爱一点的助理吕玲走了过来。

“教授，科学院国家空间科学中心那边的常进院士到接待室了。”吕玲轻声的汇报道。

闻言，徐川抬起头，迅速开口道：“快请他过来，等等，我过去吧。”

说着，他站起身快步朝着接待室走去。

接待室中，常进院士正安静的坐在沙发上。

“常院士。”推开门，徐川满脸笑容的快步上前和这位常院士打了个招呼，握了握手。

常进院士是科学院国家空间科学中心的研究员，主要从事空间伽玛射线、高能带电粒子尤其是电子的探测技术方法及科学实验研究。

也是悟空号暗物质粒子探测科学卫星的设计者。

本来这种事情应该是徐川亲自去找他，而不是邀请他跑一趟的，不过正好这位常院士最近回南大了，所以也就不用跑去京城了。

对了，顺带值得一提的是，这位常院士是南大走出去的。一开始担任的就是紫金山天文台的台长，后面才前往京城任职科学院国家天文台台长的。

更巧合的是，他当选院士的年份，和徐川是同一年。

“徐院士，好久不见。”常进满脸笑容的站起身，伸出手热情的和徐川握了握。

两人寒暄了一会，徐川切入到正题上，开口道：“实在是麻烦你跑一趟了，主要是针对一些探测器方面的技术有一些不理解，想请常院士帮忙讲讲。”

常进笑着说道：“麻烦什么的千万别这么说，只要我能帮上忙就行。”

微微顿了顿，他收敛了一下表情，继续道：“不知道徐院士您这次遇到了些什么问题。”

徐川思忖了一会，组织了一下语言开口道：“是这样的，关于”

“.所以，我想了解一下悟空探测卫

星上，那些关于暗物质与暗能量探测相关的技术。”

简洁的将事情说了一遍，徐川看向了这位常进院士，不知道他是否能带来一些帮助。

对面，沙发上，听完徐川的问题后，常进认真的思考了一会，才抬头看了过来。

“关于悟空号上面使用的探测技术，主要是通过探测宇宙中高能粒子的方向、能量以及电荷大小来间接寻找和研究暗物质粒子的。”

“它的暗物质粒子探测有效载荷由4个子探测器及载荷数管构成，其中包括塑闪阵列探测器PSD、硅阵列探测器STK、BGO量能器、中子探测器NUD。”

“这些相关的技术我都可以提供。”

“不过.”

顿了顿，他接着道：“不过悟空号探测卫星上使用的技术，恐怕很难，或者说理论上无法应用到大型强粒子对撞机上。”

“因为它们完全不是一路的东西。”

闻言，徐川略有些失望的点了点头，道：“如果是这样的话，那就还真没办法了。”

这些天他一直都在看CERN相关的资料，也了解了很多探测技术。

一般来说，探测暗物质的技术主要可以分成三大类。

第一类是直接探测，即探测暗物质粒子在穿越地球时与普通物质的碰撞过程，这方面的研究在国内目前主要在川都的锦屏山地下实验室有开展。

第二类另一类是间接探测，即寻找暗物质粒子湮没或衰变所产生的光子、正负电子对、正反质子、正反中微子等。悟空号开展的就是此类研究。

最后一类就是对撞机和的加速器探测了。

在国内，常进可以说是这领域的顶级专家了，哪怕是放到世界上，悟空号卫星也是观测能段范围最宽、能量分辨率最优的空间探测器了。

他都表示这条路基本走不通，发展方向完全不同，那么对撞机应用这套技术的可能性就不大了。

常进点了点头，继续道：“加速器和对撞机探测暗物质使用的原理方法和技术，与间接探测方法完全不同，包括我们寻找对象粒子都不大相同。”

“所以如果是寄希望于利用悟空号上使用的技术来改造对撞机的探测器，恐怕是很难行得通的。”

闻言，徐川思索了一下，接着问道：“那关于探测技术方面，常院士有什么建议或者方向吗？”

他只是一名物理学家，并不涉及各种粒子的探测技术方法及科学实验研究。

如果说要他从一系列探测到数据中，去寻找对应的那颗粒子他有无数种办法。

但要说设计和制造一款探测粒子的技术和设备，那就不是他的研究领域了。

当然，他现在研究的，其实也不是探测技术，而是最底层的科学原理。

只有找到了核心原理，才有可能制造出属于自己的探测器。

常进想了想，开口道：“对于暗物质粒子间接探测而言，最理想的研究对象是反物质宇宙射线。”

“因为从理论上来说，暗物质湮没或衰变通常会产生等量的正、反粒子。而在宇宙空间，恒星、脉冲星、超新星爆发则会诞生大量这样的粒子。”

“所以它的适合程度最高。”

“至于大型强粒子对撞机，前些年的时候，我去CERN那边交流过，在会议上有人提出过探测器以搜寻暗物质在湮灭衰变时产生的能量、动量丢失信号为主。”

“或许探测器的方向可以试试这个。”

“不过无论是悟空号卫星，还是对撞机的手段这些对于暗物质和暗能量的探测来说，都是间接性的证据。”

“要说直接观测到暗物质的话，或许徐院士可以去一趟锦屏山。”

“那边的高纯锗探测器，或许能应用到对撞机上面？”

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