專題：2024浦江創(chuàng)新論壇

　　轉(zhuǎn)自：上觀新聞

　　“你知道嗎，攤開手掌，平均每秒鐘都有1個(gè)繆子（μ）穿過；如果坐上飛機(jī)，那么在萬米高空中更會(huì)有大約20個(gè)繆子穿過。”來自上海交通大學(xué)李政道研究所的李政道學(xué)者許金祥這樣告訴解放日報(bào)·上觀新聞?dòng)浾摺?/p>

　　從日本、歐洲、美國到中國，這位探索繆子世界15年的物理學(xué)家，7日晚登上2024浦江創(chuàng)新論壇（第17屆）主論壇，透露如何借助這種神奇的基本粒子探索微觀和宏觀世界的未知，“看穿”天地間。

　　在許金祥眼中，繆子與電子是親兄弟，繆子可以被視為“大號(hào)的電子”，算作“大哥哥”。因?yàn)樗入娮又丶s200倍，有微弱磁性，而穿透性強(qiáng)。作為高能宇宙射線轟擊地球大氣后的產(chǎn)物，這些繆子正是得益于超強(qiáng)的穿透力以及相對論的時(shí)間膨脹效應(yīng)，穿越數(shù)十公里的大氣層直達(dá)地表，只是它們不穩(wěn)定，會(huì)衰變成電子。

　　不過，仍有無數(shù)繆子，可以穿透100公里厚的地球巖體。于是，類似X光透射成像的原理，繆子同樣可以成像。借助繆子對大物體進(jìn)行成像，特別顯著的成功案例便是發(fā)現(xiàn)了古埃及大金字塔中的一個(gè)密室。由此，從管道到隧道，繆子成像技術(shù)也能應(yīng)用于地下空間結(jié)構(gòu)的探索。許金祥強(qiáng)調(diào)，這需要物理學(xué)家，也需要地質(zhì)學(xué)家，土木工程學(xué)家等，“跨學(xué)科研究至關(guān)重要，國際合作研究也至關(guān)重要?！?/p>

　　許金祥在浦江創(chuàng)新論壇上。

　　微觀世界里，繆子本身還有太多未知。假設(shè)繆子是一枚陀螺，被置于磁場中，它也會(huì)受磁旋轉(zhuǎn)。在國際上，許金祥長期參與美國費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的繆子反常磁矩實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果證明繆子的行為和標(biāo)準(zhǔn)模型理論的預(yù)言并不相符。

　　他告訴浦江創(chuàng)新論壇同行，經(jīng)過繆子探測裝置的精密測量，他們發(fā)明測量數(shù)值的小數(shù)點(diǎn)后8位開始，理論值（2.00233183620）與實(shí)測值（2.00233184122）存在極小偏差?！斑@其中的反常磁矩現(xiàn)象，可能就出自某些未知粒子的相互作用影響?！?/p>

　　目前，許金祥的科研項(xiàng)目《基于上海SHINE（硬X射線自由電子激光）裝置加速器電子的繆子源研究》，獲上海交大基礎(chǔ)研究特區(qū)計(jì)劃立項(xiàng)。正在張江建設(shè)中的“第四代光源”——硬X射線自由電子激光裝置，可以向中國科學(xué)家主導(dǎo)的“暗光計(jì)劃”提供實(shí)驗(yàn)必需的高能電子，解開“為什么有了電子還有繆子”繆子與暗物質(zhì)一樣對物質(zhì)世界有無影響”之謎。

　　盡管繆子并非暗物質(zhì)，但其基本性質(zhì)可能因?yàn)楣庾拥摹皩α⒚妗薄倒庾佣艿接绊?，“此消彼長”進(jìn)而偏離了理論預(yù)言值。許金祥這樣的“暗光計(jì)劃”科學(xué)家對其物理特性的更精確測量，就可能為暗光子存在與否提供間接證據(jù)。預(yù)計(jì)這項(xiàng)基于大科學(xué)裝置的實(shí)驗(yàn)開始運(yùn)行后，有望在這支跨國團(tuán)隊(duì)尋找的計(jì)算區(qū)首次發(fā)現(xiàn)暗光子。

　　題圖來源：徐瑞哲 攝 圖片來源：除署名外，賴鑫琳 攝

　　題圖說明：許金祥手中的繆子測量器件。

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