新粒子的“虚粒子”效应会影响标准模型粒子的衰变，我们可以通过这种效应探测到这些新粒子。重到什么程度呢？这些粒子的有效质量可高达数万亿电子伏。要了解什么是LHCb实验，咱们得从标准模型开始讲起，这是目前理论物理界对已知粒子如何产生以及如何相互作用的一个最佳理论。
虚粒子是什么？能探测到吗？
先说结论：所谓虚粒子其实是为了摆平量子力学中的一些方程式，而假想出来的一些虚构粒子，运用这种概念，科学家们可以采用间接方式探测新粒子和新物理。到目前为止，地球上最大的粒子对撞机是欧洲大型强子对撞机，简称为 LHC ，今天，让我们继续对它做一些更深入的了解。我们先来了解一下 LHC 的结构。总的来说，它由三个部分组成。
第一个部分就是最为壮观的粒子加速环，或者叫粒子加速管道：在一条长达 27 公里、接近于完美的圆形隧道中，平行放置了两条真空管道，管道被超导磁铁包裹着，用液氦冷却到接近绝对零度。为什么要有两条管道呢？因为质子束在两条管道中被分别加速，一束质子顺时针运动，一束质子逆时针运动，这样才能实现迎头相撞的效果；第二个部分是碰撞点，在 27 公里长的环形管道上，设置了一共四个碰撞点；第三个部分就是探测器，这是 LHC 最为核心的部件，一共有 7 大实验探测器。
其中，最为公众所熟知的探测器就是简称为 ATLAS 的探测器，它的中文全称叫“超环面仪器”，这是一部巨大的机器，整体是一个圆筒形的造型，长达 44 米，圆面直径 25 米，重达 7000 吨，把两架载客人数 150 人左右的波音 737 客机塞进去都没问题。2012 年宣布发现的上帝粒子就是这个探测器发现的，所以很出名。
还有一个非常出名的探测叫 CMS，中文全称叫“紧凑 μ 子线圈”，这也是一个圆筒形结构的探测器，长约 21 米，直径约 16 米，尺寸要比 ATLAS 小得多，但是重量却达到了惊人的 12500 吨，这是因为它的零部件设计得特别紧凑，因此被叫做紧凑 μ 子线圈。ATLAS 和 CMS 是 LHC 的明星探测器，媒体曝光率最高，事实上它们确实是寻找新粒子竞赛中极为重要的两个选手。
但是，这并不是说其他选手就没有了夺冠的可能，其实 LHC 的 7 个探测器，哪一个都不是吃素的。今天我要给大家重点介绍的就是 LHCb 实验，中文全称叫：大型强子对撞机底夸克实验，这个实验用到的探测器就是 LHCb 探测器，它的体形和名气都比 ATLAS 和 CMS 要小一些，但没有人敢轻视它，它也为这场寻找新粒子的竞赛带来了更多的不确定性。
要了解什么是 LHCb 实验，咱们还得从标准模型开始讲起，这是目前理论物理界对已知粒子如何产生以及如何相互作用的一个最佳理论。可以说，它取得了巨大的成功，解释了绝大部分微观世界的现象，所做出的预言也在非常高的精度上得到了验证。总的来说，它把基本粒子划分为夸克和轻子。夸克有 6 种，又分为 3 组，物理学家习惯称为 3“代”：上夸克和下夸克为第一代，粲夸克和奇夸克为第二代，底夸克和顶夸克为第三代。
注意，底夸克的英文是 beauty quark，这个 beauty 就是美女的那个 beauty，LHCb 中的 b 就是 beauty 的首字母。当然，在英文中，表示底夸克更常见的一个词是 bottom quark，这也是中文译名的由来，但是 LHCb 的英文全称确实是 Large Hadron Collider beauty。
我们继续讲标准模型。在自然界中，我们从未观测到孤立的夸克，它们总是组合成所谓的强子态。所以，粒子物理学中所称的“底强子”就是包含底夸克的粒子。与夸克类似，轻子也分为三代：电子和电子中微子，μ子和μ中微子，τ子和τ中微子。上夸克、下夸克和电子同为第一代基本粒子，我们日常所见物质中的原子均由它们组成。另外两代粒子有些难以捉摸，必须利用粒子加速器才能让它们显出真容。
作用在这些粒子上的力包括电磁力、弱作用力和强作用力，但是并不包括万有引力，因为在亚原子层次上引力的效应小到可以忽略不计。每种作用力都需要额外的粒子来传递：例如，光子传递电磁力，W 玻色子和 Z 玻色子传递弱作用力。在所有这些粒子之外，还有希格斯玻色子，它代表的是一种为某些粒子赋予质量的基本场。然而，物理学家知道标准模型一定是错误的。
请注意，这里的“错误”是要打引号的，物理学家们更愿意称这个理论不完善。标准模型对某些问题的回答非常成功，但是对其他一些问题却完全无能为力。在宇观尺度上有一些标准模型无法解释的问题。例如，宇宙大爆炸时正反物质应该是等量诞生的，为什么现在宇宙却几乎完全由正物质组成？此外，标准模型也无法解释暗物质的本质。尽管看不到宇宙中这些额外的质量，但我们知道暗物质肯定存在。
我们观测到的恒星和星系运动，就是在它们的驱动下进行的。事实上，标准模型并不包含万有引力这个在大尺度下起主导作用的力，迄今为止，所有试图将万有引力纳入标准模型框架的尝试均以失败告终。而即使是已知的亚原子粒子世界，也还有很多未解之谜。希格斯玻色子的质量恰好略高于 W 和 Z 玻色子，然而标准模型认为它的质量应当是后者的万万亿倍。
把基本粒子分成三代也显得特别生硬，因为三代基本粒子除了质量等级差异很大之外，其他性质几乎完全相同，就好像是自己的复制品一样。标准模型对此类问题束手无策。因此，尽管标准模型解决了很多问题，但它注定只是一个近似理论，是有望解决这些谜团的更深层理论的一个表面。与 ATLAS、CMS 以及全球其他众多实验一起，LHCb的目标是发现更深层理论的基本元素，说白了，就是要寻找到标准模型之外的新粒子，找到了新粒子，就相当于找到了打开物理新世界的钥匙。
当两个质子在对撞机中撞得粉身碎骨时，释放出的高度集中的能量可凝结成与对撞质子完全不同的粒子，例如包含底夸克的粒子，这就是 LHCb 实验要寻找的底强子。底强子寿命很短，在它衰变成几个较轻的粒子之前，通常仅能向前飞行 1 厘米左右的距离。为了探测到它们，LHCb 有一些专为研究底强子的物理性质而量身打造的独家秘技。
例如，LHCb在距离大型强子对撞机粒子束流仅 8 毫米的位置放置了一个硅微条探测器。LHCb 还有一套被称为环形成像切伦科夫计数器的独特系统，能够对底强子衰变产物发出的光进行模式识别，从而鉴别这些衰变产物都是些什么粒子。在大型强子对撞机第一阶段运行期间，也就是 2010 到 2012 年间，在 LHCb 探测器中产生了大约 1 万亿个底强子。
这些粒子的衰变方式很多，其中某些衰变方式尤其令人感兴趣，因为这些衰变方式无法用标准模型解释，而这种无法被现有理论解释的新发现，就有可能成为“新物理学”的路标。对于新物理理论的可能形式，理论物理学家提出了很多不同的假说，但其中多数理论都需要引入比已知粒子更重的新粒子。之所以说大型强子对撞机是寻找新物理的理想平台，很重要的一个原因就在于这些预言的新粒子很重。
重到什么程度呢？这些粒子的有效质量可高达数万亿电子伏。这个电子伏是一个能量单位，并不是一个质量单位。但是在高能物理学中，通常都是用能量单位来表示质量的，因为质量和能量其实是可以相互转换的。1 电子伏的定义就是 1 个电子在经过了 1 伏特的电位差之后所获得的动能。几万亿电子伏是个什么概念呢？根据我在维基百科查到的数据，核爆中带电粒子的能量范围大约也就是 3 万 到 300 万电子伏，一个质子的质量如果全部转换成能量的话，大约是 9 亿电子伏，希格斯玻色子大约是 1250 亿电子伏。
如果这些预言中的大质量粒子存在，它们衰变时会产生非常特殊的信号，ATLAS 和 CMS 实验的设计目的就通过此类信号直接寻找这些粒子。不过，寻找新物理另有捷径，或者说更巧妙的办法。新粒子的“虚粒子”效应会影响标准模型粒子的衰变，我们可以通过这种效应探测到这些新粒子。那么，什么是“虚粒子”呢？这个概念听上去很奇幻，它是量子力学中的奇妙特性，已经不止一次地正确预言了很多物理过程。
当然，要把虚粒子的概念讲清楚，不但要借助费曼图，而且还不可避免地要用到满是希腊字母和各种符号的奇怪公式，这绝不是三言两语就能够说清楚的。我这里只讲一个大致的概念，所谓虚粒子其实就是为了摆平量子力学中的一些方程式，而假想出来的一些虚构粒子。这些虚构的粒子往往具有负的质量和能量，听上去很不可思议。质量和能量怎么可能是负的呢？唉，量子力学中的不确定性原理就允许这种负能量存在。
在物理学中，把真空的能量定义为零，这就好像我们把海平面定义为零海拔一样。但真空并不是完全没有能量，比真空更低的能量就是负值。或者你也可以这样理解，一个虚粒子可以向真空中借能量，从原本什么也没有的虚空中，突然借得能量，然后马上又归还，这个过程要符合不确定性原理，借得的能量越大，则归还的时间就越短，反之则越长，时间和能量的乘积是一个常数。
所以啊，有些书上把真空看成是沸腾的海洋，能量不断地凭空产生又凭空消失，好不热闹。虽然，这听上去更像是一个纯数学手段，就好像为了回答什么数字的平方会是负数一样，数学家生生造出了虚数的概念。但是，它却很管用，在过去的几十年中，物理学家们用这个方法发现了很多新东西，例如，正是利用虚粒子的概念，物理学家们首次预言了粲夸克和顶夸克的存在，并且正确估算了它们的质量。
LHCb 采用间接方式探测新粒子和新物理的策略，其背后的指导原则正是虚粒子概念。由于这些新粒子仅以虚粒子的形式参与我们测量的所有衰变，我们能探测到的粒子的质量就不受限于加速器所能达到的能量。原则上，如果对合适的衰变过程进行足够精确的测量，我们就可以探测到超出 ATLAS 和 CMS 极限的大质量粒子的效应。
这些粒子质量太大，不可能在 LHC 中直接产生，更别提探测了。现在，科学家们已经发现了一些迹象，表明标准模型对底强子衰变的描述并不总是与实验测量完全相符。这些线索来自多种测量，但拥有某些共同特征。在得到更多数据，对理论有了更加充分的理解后，我们也可能认识到标准模型实际上与我们的观测符合得很好。即便如此，先前的这些线索也会展现出标准模型大厦上的裂痕是如何不断扩大、愈演愈烈的。
现在，物理学家们正在分析大型强子对撞机二期运行采集的新数据，那些与标准模型预言的偏差的显著性要么继续提升，从而使这些异常现象变成物理学中最重大的新闻，要么烟消云散，探索之旅将继续下去。我们还需要一些耐心，让人类中那些最优秀的大脑折腾去吧，我们在这里为他们加油呐喊。假如某个反常的现象从“有趣的迹象”变成了“与标准模型有明显冲突”，这将意味着什么呢？显然，这将是粒子物理领域近几十年来最重要的进展，它为我们打开了一扇窗户，窗外的美景一直被隐藏在我们此前所理解的宇宙规律背后。
那时，我们需要找出到底是什么打破了标准模型。新粒子的效应按理说也会出现在其他底强子的衰变过程中，从而为我们提供更多的线索。不管未来结果如何，不可否认的是，LHCb 探测器拥有极高的灵敏度，而且在未来几年还有望得到显著改进。我们不知道间接寻找新物理的道路是捷径还是弯路，但是有很多物理学家坚信他们正朝着正确的方向前进。
请问战争中大家说的遭遇战是什么意思？
李云龙率领华野二师准备夜袭楚云飞第89师，行军路上一个小战士憋不住去拉屎，看见旁边也蹲个人以为是战友，就大咧咧借火点烟。火柴的亮光下才突然发现那是个国军士兵，急得裤子都没提好就去报告了：“沟里全是敌人”！于是李云龙率部先敌开火，这就是正儿八经的遭遇战。其实这个战例的素材是淮海战役期间的“潘塘战斗”，当时华野二纵（不是一个师）奉命驰援在徐东地区阻击邱清泉、李弥两兵团的宋时轮兵团（由三个纵队组成的临时兵团），二纵司令员腾海清决定干一票大的，没有直接进入宋时轮兵团的阻击阵地，而是绕过敌人侧翼直接奔袭徐州机场。
这是典型的“围魏救赵”打法，机场危急，徐州震动，进攻的敌人必然回援，可收奇效。偏巧此时，坐镇徐州的杜聿明发现邱清泉进展缓慢，只是一味采取正面平推战法，愚蠢而又耽误时间，因此命令总预备队第74军投入战斗，并且也使用了侧翼迂回的作战方式，双方部队的必经之路，不约而同都是徐州东南18公里的潘塘镇。第74军是由重建的整编第74师恢复番号而来，战斗力与张灵甫时期不可同日而语，军长邱维达对于这种孤军深入到华野阻援部队后方的打法，从心里就没底，在杜聿明和邱清泉的严令下，硬着头皮开始行动。
迂回和穿插作战，确实非国军所擅长，尤其是夜间行军，更是容易发生混乱。1948年11月16日凌晨三点，两支对向开进的部队在潘塘附近的新集村迎头碰撞在一起，这是标准的“遭遇战”。到天亮之后，毫无准备的双方将领均大吃一惊：在以潘塘镇为中心的5公里范围内，双方部队已然交错和纠缠在一起，互相都不清楚对方的番号和兵力，哪怕是想把本部集中起来都很困难。
邱维达接到的侦察报告是，解放军部队距离他的军指挥所只有3华里，而腾海清惊讶的看见，第74军的一个团与他的司令部之间仅隔着一条大水沟。华野二纵立即组织开火，战斗口号是：“越大胆，越坚决，就越能胜利”！邱维达不敢恋战，下令全军退入潘塘镇及其周围坚守待援，双方在犬牙交错的战场上打成一锅粥。其实，双方的最高指挥官也是冷汗直流并深感庆幸，粟裕将军清楚，一旦敌74军迂回到宋时轮的阵地后方，绝对会构成巨大威胁；而刘峙和杜聿明大叫好险，是因为若非有此遭遇战，徐州机场必将不保，与南京方面的空中联络将被切断。
比较而言，还是徐州敌人更害怕些，因为差点被华野二纵掏了老窝（二纵是韦国清苏北兵团的前锋，后面还有两个纵队在跟进）。于是杜聿明火速调集留守徐州的孙元良兵团、邱清泉兵团的第12军、第72军全力增援潘塘。鉴于奇袭的计划已经暴露并且敌人援军已经大批开来，华野司令部命令二纵撤出战斗。第74军侥幸没有被消灭，而且当面的解放军又已撤退，正面进攻不利的邱清泉为转移视线，立即通电宣称取得“潘塘大捷”，不仅徐州城内敲锣打鼓，南京还特地派来了慰问团，弄得跟真事儿一样。
尤其是邱清泉曾经吹嘘有个通讯兵火线接线，南京方面决定为其颁发了一枚“青天白日勋章”。可是这个兵根本并不存在，没办法，邱清泉只好在第74军随便选了个通讯兵冒名顶替受领，《大决战淮海战役》专门用个镜头反映这一桥段，就是那个吃饭的兵，名字好像叫“李小二”？电影里他后来成为一名解放战士。包围圈里的黄百韬也收到了空投的“潘塘大捷”传单，他在地图上找了找潘塘镇的位置，立马知道邱清泉在谎报军情和胡说八道。
果然，第二天上午便收到顾祝同的通知：部队应该向西突围。言外之意，别指望邱清泉和李弥的援军了，黄百韬只能仰天长叹：但凡有能力突围，我怎么会在这里等死？所以说，遭遇战的要素有二，其一是战争双方的行军路线意外交叉于某一点，其二是两边的部队都处在毫无作战准备和猝不及防的情况下。而在遭遇战中，最能体现指挥员的临机应变能力和部队的基本素质，训练无素的官兵会第一时间陷入懵圈状态，很难做出有效的战术反应。
量子到底是什么？是比原子、电子更小的粒子，还是一种理论？
这是个很有意思的问题。看到“量子”这个词，许多人在“不明觉厉”之余，第一反应就是把它理解成某种粒子。但是只要是上过中学的人，都知道我们日常见到的物质是由原子组成的，原子又是由原子核与电子组成的，原子核是由质子和中子组成的。那么问题来了，量子究竟是个什么鬼？难道是比原子、电子更小的粒子吗？其实不是。量子跟原子、电子根本不能比较大小，因为它的本意是一个数学概念。
好比说“5”是一个数字，“3个苹果”是一个实物，你问“5”和“3个苹果”哪个大，这让人怎么回答？正确的回答只能是：它们不是同一范畴的概念，无法比较。那么，量子这个数学概念的意思究竟是什么呢？就是“离散变化的最小单元”。举个例子。我们上台阶时，只能上一个台阶、两个台阶，而不能上半个台阶、1/3 个台阶。
这就是“离散变化”，对于上台阶这件事来说，一个台阶就是一个量子。跟“离散变化”相对的叫做“连续变化”。例如你在一段平路上，你可以走到1米的位置，也可以走到1.1米的位置，也可以走到1.11米的位置，如此等等，中间任何一个距离都可以走到，这就是“连续变化”。显然，离散变化和连续变化在日常生活中都大量存在，这两个概念本身都很容易理解，没有什么特别之处。
那么，为什么“量子”这个词会变得如此重要呢？因为人们发现，离散变化是微观世界的一个本质特征。微观世界中的离散变化可以分为两类，一类是物质组成的离散变化，一类是物理量的离散变化。先来看第一类。例如光是由一个个光子组成的，你不能分出半个光子、1/3个光子，所以光子就是光的量子。阴极射线是由一个个电子组成的，你不能分出半个电子、1/3个电子，所以电子就是阴极射线的量子。
在这种情况下，你似乎可以拿量子去跟原子、电子比较了，但这并没有多大意义，因为它是随你的问题而变的。你需要分清，原子、电子、质子、中子、中微子这些词本身就对应某些粒子，而量子这个词在不同的语境下对应不同的粒子（如果它对应粒子的话）。并没有某种粒子专门叫做“量子”！再来看第二类。例如氢原子中电子的能量只能取-13.6 eV（eV 是“电子伏特”，一种能量单位）或者它的1/4、1/9、1/16 等等，总之是这个值除以某个自然数的平方（-13.6/n^2 eV，n可以取1、2、3、4、5等等），而不能取-13.6 eV的2 倍、1/2 或1/3等等。
这时我们不好说氢原子中电子能量的量子是什么，但会说氢原子中电子的能量是“量子化”的。说某个东西是量子化的，意思就是这个东西只能离散变化。这是一种普遍现象，每一种原子中电子的能量都是量子化的，也就是说它只能取某些值，不能取这些值之间的值。发现“离散变化是微观世界的一个本质特征”后，科学家创立了一门准确描述微观世界的物理学理论，就是“量子力学”。
现在你可以明白，这个名称是怎么来的，它其实是为了强调离散变化在微观世界中的普遍性。量子力学出现后，人们把传统的牛顿力学称为经典力学。对普通民众来说，量子力学听起来似乎很前沿。但对相关专业（物理、化学）的研究者来说，量子力学的相关发展已经超过了一个世纪。量子力学起源于1900 年，当普朗克在研究“黑体辐射”问题时，发现必须把辐射携带的能量当作离散变化的，才能推出跟实验一致的公式。
在此基础上，爱因斯坦、玻尔、德布罗意、海森堡、薛定谔、狄拉克等人提出了一个又一个新概念，大大扩展了量子力学的应用范围。到20 世纪20 年代末，量子力学的理论大厦已基本建立起来，能够对微观世界的很多现象作出定量描述了。许多最基本的问题，是量子力学出现后才能回答的。例如：为什么原子能保持稳定，例如氢原子中的电子不落到原子核上？为什么原子能形成分子，例如两个氢原子聚成氢气分子？为什么原子有不同的组合方式，例如碳原子能组合成石墨、金刚石、足球烯、碳纳米管、石墨烯？为什么食盐会形成离子晶体？为什么有些物质很稳定，而有些物质很容易发生化学反应？为什么有些物质，如铜，能导电？有些物质，如塑料，不导电？为什么有些物质如硅，是半导体？为什么有些物质，如水银，在低温下变成超导体？为什么会有相变，例如水在0℃以下结冰，0 ～100℃是液体，100℃以上气化？为什么改变钢铁的组成，能制造出各种特种钢？为什么激光器和发光二极管能够发光？为什么化学家能合成比大自然原有物质种类多得多的新物质？为什么通过观察宇宙中的光谱线能知道远处星球的元素组成？现代社会硕果累累的技术成就，几乎全都与量子力学有关。
你打开一个电器，导电性是由量子力学解释的，电源、芯片、存储器、显示器的工作原理是基于量子力学的。走进一个房间，钢铁、水泥、玻璃、塑料、纤维、橡胶的性质是由量子力学决定的。登上飞机、轮船、汽车，燃料的燃烧过程是由量子力学决定的。研制新的化学工艺、新材料、新药，都离不开量子力学。可以这么说：与其问量子力学能用来干什么，不如问它不能干什么！。
复联4灭霸只有一小瓶皮姆粒子，他是如何把所有手下都带来的？
一开始我也觉得这是个剧情bug，但是转念一想，皮姆粒子是可以把一个整体的庞然大物都缩小的，如皮姆博士在《蚁人2》中不就将一高楼大厦缩小到了行李箱大小，而高楼大厦里的物品也都随着高楼大厦的缩小而一起缩小了，所以灭霸完全可以用皮姆粒子把飞船缩小，而他和他的手下都在飞船里，于是他们也就和飞船一起缩小了啊。《复联4》中不也正是这样演的，过去的那个星云打开时空隧道后，从时空隧道中穿越而来的就是灭霸的飞船啊，随后灭霸的飞船升到高空对复仇者基地进行了一轮狂轰乱炸，随后我们就看到了灭霸和他的手下从飞船里踱步而出。
但是转念一想，我貌似又发现了一个剧情bug，过去的星云不是先穿越到现在的，也就是说过去的那个星云把那瓶皮姆粒子用了啊，而之前蚁人反复强调过，每个人身上的皮姆粒子只够往返一次的，也就是说过去的星云穿越到现在用了那瓶皮姆粒子后灭霸手里就没有皮姆粒子了。那灭霸是怎么带着手下穿越到未来的呢？答案就只有一个了，那就是灭霸复制出了皮姆粒子，以灭霸掌握的科技水平复制出皮姆粒子也不是什么太难的事情，毕竟泰坦的科技水平远远领先地球，人家灭霸开着飞船横行宇宙时地球连多半连wifi都没有呢。
可能很多朋友觉得我在胡扯，通过《惊奇队长》这部电影我们就能得出答案，惊奇队长的时间线是上个世纪90年代，那时的克里星上的就有“至高智慧”了，所以，不要以评判地球科技水准的标准来评判灭霸的所掌控的科技水准，灭霸在《复联3》中就称自己是“被智慧诅咒”的人，所以灭霸所掌控的科技水准远远超越了我们的认知。故而，灭霸能够复制出皮姆粒子也不算违背漫威电影的剧情常理，再者，就算灭霸能够复制出时空机器我都相信。
文章TAG：现代战争重制版 粒子战争还叫什么 现代 现代战争 代战争
