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希格斯音乐剧:'上帝粒子'的声音

7月4日发现的一种与希格斯玻色子非常相似的粒子开启了科学的新时代:它应该帮助我们理解一些基本的奥秘,例如微观粒子如何达到它们的质量,或巨大的星系和恒星是如何形成的。希格斯玻色子在塑造我们的宇宙以及最终我们自己的存在方面的重要性在其流行的绰号 - 上帝粒子中得到了充分体现。但最近的结果听起来像什么?这是一个我们现在可以回答的问题,这要归功于一个叫做超声处理的过程。英国理论物理学家彼得希格斯对希格斯玻色子的理论预测花了48年,而罗伯特布鲁斯和弗朗索瓦恩格勒特以及杰拉尔德古拉尼克,CR哈根和汤姆基布尔,在大型强子使用两个主要探测器的明显发现Collider(LHC) - ATLAS探测器和CMS探测器。很大程度上,由于它在为所有其他粒子产生质量方面的普遍作用,希格斯玻色子很难被发现。一旦在质子的高能碰撞中产生,它就会在我们有机会拍摄它之前很快衰减。科学家不能直接捕获希格斯玻色子,但他们可以探测到希格斯玻色子衰变成的一些粒子。不同的产品颗粒在检测器中表现出不同。通过查看检测到哪些粒子并追溯它们,可以推断出在探测器中产生了希格斯玻色子。这是一个非常复杂的过程,因为每一秒大约有十亿次碰撞发生在大型强子对撞机上,并且这些碰撞中产生的许多粒子的行为类似于希格斯玻色子衰变的产物。从探测器收集的初始原始数据是电子信号(1和0的流)的形式。使用功能强大的计算软件对这些原始数据进行分析和处理,并逐步转换为更合理的数据,例如探测器命中数,探测器中沉积的能量等。利用这些处理过的数据,科学家们就可以识别探测器中的粒子。以这种方式收集的信息以各种图形和直方图的形式显示,如下所示。据信,126千兆电子伏特(GeV)周围清晰可见的凸起对应于希格斯玻色子。但除了枯燥的图形之外,有没有办法“见证”所谓的上帝粒子?输入声波化 - 将科学数据转换为声音的过程。由DANTE的Domenico Vicinanza领导的研究小组(向欧洲交付高级网络技术)对ATLAS探测器收集的数据进行了超声处理。因此,上面显示的图表已变为您可以在下面看到的乐谱。超声处理中的半定子对应于图中由5个GeV间隔分开的数据点。随着数据点的数值增加或减少,音符的音高相应地增大或减小。对应于上帝粒子的凹凸由F(Fa)音符表示,该音符比前面的F(Fa)音符高两个八度音阶,C(Do)音符是音乐中最尖锐的音符(也是音乐上方的两个八度音符)。随后的C注释)表示希格斯的峰值,以及E(Mi)音符。正如您将在下面发现的那样,这首曲子令人惊讶地吸引人并且可以听。可能很难看出超声化如何对纯科学目的有用。听起来很奇怪,他们的研究中的科学家通常比正式的数字和“无聊的”图表更适合他们的音乐表现。但是,正如艺术或音乐杰作与文明的文化遗产相关联一样,超声化绝对可以帮助公众感受并接受基本发现作为全球知识的一部分。超声化在公众对科学的认识中起着重要作用。毕竟,重要的发现,例如上帝粒子的潜在发现,通过产生最终塑造我们对周围世界和我们在其中的位置的理解的基础知识,为社会做出贡献。进一步阅读:欧洲核子研究中心发现了类似希格斯的粒子:让党(和头部抓挠)开始解释:

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