Как массивные высокоэнергетические частицы темной материи сохранились с первобытной Вселенной до наших дней, это загадка не только для Сюй Чуаня, но и для всего сообщества теоретической физики.
Однако, хотя проблема существует, она не влияет на текущие исследования.
Теория поля пустоты - темной материи получила высокую степень подтверждения в экспериментах по столкновению с энергией от 35 ТэВ до 125 ТэВ, во Вселенной действительно существуют частицы темной материи различной массы и энергии.
Эти частицы почти незаметны при обычных наблюдениях и экспериментах по столкновению, но в экспериментах по столкновению с энергией выше 17 ТэВ можно наблюдать их следы.
И в экспериментах по столкновению с различной высокой энергией данные столкновения, преломленные различными типами частиц темной материи, различны.
Все это косвенно подтверждает теорию, выдвинутую Сюй Чуанем, частицы темной материи не только существуют во Вселенной, но и их типы богаты и разнообразны, возможно, их больше, чем предполагалось.
Различные частицы темной материи образуют различные формы темной материи, которые играют очень большую роль в развитии Вселенной.
35 ТэВ, 50 ТэВ, 75 ТэВ, 100 ТэВ...
Данные экспериментов по столкновению с различной энергией быстро анализировались, и диаграммы Далица одна за другой отправлялись в кабинет председателя организации CRHPC.
Как главный руководитель эксперимента по обнаружению столкновения инертных нейтрино с массивными частицами темной материи, Сюй Чуань вернулся в самое загруженное состояние.
Хотя сейчас ему не нужно лично участвовать в анализе исходных данных, огромный объем экспериментальных данных также определяет, что он не может лично тщательно отбирать и анализировать данные каждого сегмента.
Но как руководитель проекта, а также как ученый, с любой точки зрения, он должен стоять на самом важном месте и строго контролировать весь процесс.
Конечно, помимо общего строгого контроля и проверки анализа экспериментальных данных, Сюй Чуань занимался еще одним делом.
А именно, исследованием загадки того, как массивные высокоэнергетические частицы темной материи сохранились с первобытной Вселенной до наших дней.
Для него это совершенно новая область.
Если он сможет решить эту проблему и выяснить, как массивные высокоэнергетические частицы темной материи сохранились с первобытной Вселенной до наших дней, возможно, многие нерешенные проблемы современной физики будут решены.
Например, существование галактик, подобных Млечному Пути, содержащих сотни миллиардов звезд, тесно связано с темной материей.
Сверхмассивная черная дыра в ядре галактики является одним из ключей к поддержанию целостности галактики.
Но сверхмассивная черная дыра Стрелец А* в центре Млечного Пути, очевидно, не могла образоваться обычным способом, как малые и средние черные дыры, в результате коллапса звезды после взрыва сверхновой.
В нормальных условиях масса звезды имеет предел.
Этот предел в основном определяется балансом между реакциями ядерного синтеза и гравитацией внутри звезды и составляет около 300 масс Солнца.
Когда масса звезды превышает этот предел, энергия, вырабатываемая реакциями ядерного синтеза внутри нее, недостаточна для противодействия собственной гравитации, что приводит к коллапсу звезды и, в конечном итоге, может привести к образованию черной дыры.
А масса Стрельца А* в центре Млечного Пути достигает поразительных 4,5 миллионов масс Солнца.
Такая массивная черная дыра в центре галактики, очевидно, не могла образоваться в результате взрыва сверхновой или коллапса звезды.
Возможно, кто-то подумает, что в центре галактики очень много межзвездной пыли, звезд и других веществ, и Стрелец А* мог приобрести такую огромную массу, быстро поглощая эти вещества или постоянно сливаясь с другими черными дырами.
Нельзя отрицать, что это действительно возможно.
Но слияние черных дыр не может полностью объяснить эту проблему, потому что звездообразование в центре Млечного Пути до сих пор довольно интенсивное.
Если бы черная дыра образовалась в результате слияния черных дыр или масштабного поглощения звездной пыли и звезд в центре галактики, то вещества в центре Млечного Пути должно было бы быть очень мало.
Но факты, наблюдаемые астрономическим сообществом, очевидно, не соответствуют этому выводу.
А если рассматривать с точки зрения темной материи, то образование сверхмассивной черной дыры и бурное звездообразование в центре галактики можно прекрасно объяснить.
Потому что она потребляет не обычное видимое вещество, а массивные сгустки темной материи, накопленные в центре галактик, подобных Млечному Пути.
Как идеально объяснить эти теории и сделать для них логичные математические расчеты - это то, чем Сюй Чуань занимался все это время.
Так дни шли один за другим.
В начале июля, сразу после Малой жары, когда в Цзиньлине официально наступила самая жаркая погода лета, в кабинет председателя организации CRHPC был доставлен последний отчет о приемке эксперимента по столкновению.
"Профессор, это полный аналитический отчет".
В кабинете ассистент постучал в дверь, вошел, осторожно передал отчет и добавил: "Кроме того, подробная электронная версия была отправлена на вашу электронную почту".
Сюй Чуань кивнул, взял документ и спросил: "Отчет о приемке анализа эксперимента по столкновению с энергией 125 ТэВ, представленный совместно Нанкинским университетом и Шанхайским университетом Цзяотун, уже назначен?"
Ассистент быстро кивнул и сказал: "Да, он назначен на два часа дня".
Сюй Чуань: "Хорошо, я понял, не забудьте напомнить мне в два часа дня".
Сказав это, он перевел внимание обратно на разложенные на столе бумаги и открыл отчет о приемке, принесенный ассистентом.
С середины июня до начала июля прошло около полумесяца.
При содействии крупных университетов и физических исследовательских институтов анализ данных эксперимента по столкновению инертных нейтрино с массивной темной материей продвигался довольно быстро.
В конце концов, это эксперимент по обнаружению основных частиц, которые в настоящее время являются наиболее вероятными кандидатами в частицы темной материи в теоретической физике.
Даже если они не могут занять доминирующее положение в проекте, а являются лишь винтиком, многие университеты и исследовательские институты пытаются оставить свое имя на этом эпическом историческом памятнике.
И это уже не первый раз, когда университет или исследовательский институт представляет ему отчет об анализе с энергией 125 ТэВ.
Еще три дня назад Гарвардский университет в США совместно с Университетом Британской Колумбии в Канаде первыми представили в совет отчет об анализе. Но окончательная диаграмма Далица, которую они завершили, была отклонена на вчерашнем внутреннем совещании по приемке из-за проблем с данными, указанных учеными из других университетов, и была отправлена на доработку.
Воспользовавшись этим промежутком, Нанкинский университет и Шанхайский университет Цзяотун, которые также проводили анализ данных эксперимента по столкновению с энергией 125 ТэВ, совместно подали заявку на приемку, и поэтому сегодня состоится второе совещание по приемке.
Для обнаружения инертных нейтрино и темной материи эксперимент по столкновению с энергией 125 ТэВ является последним, для которого еще не завершен отчет о внутренней приемке.
Если отчет о приемке, представленный Нанкинским университетом и Шанхайским университетом Цзяотун, пройдет внутреннюю приемку, Сюй Чуань официально созовет новый раунд совещаний, чтобы представить результаты отчета об обнаружении инертных нейтрино и частиц темной материи всему физическому сообществу.
В случае неудачи отчет об анализе эксперимента по столкновению с энергией 125 ТэВ вернется в организацию CRHPC для внутреннего конкурса.
Учитывая, что крупные университеты и физические институты жаждут этого ключевого достижения, боюсь, что после отклонения у Нанкинского университета и Шанхайского университета Цзяотун больше не будет возможности повторно подать заявку на приемку.
Хотя он уже видел отчет о приемке, представленный этими двумя университетами, и в нем не было серьезных проблем, но в этом передовом теоретическом анализе и суждении он не может решать один.
И по сравнению с подробной проверкой отчета об анализе приемки для Нанкинского университета и Шанхайского университета, у него самого есть более важные дела.
Совещание по приемке с энергией 125 ТэВ состоится в зале Чжунгун.
Зал был полон, куда ни глянь - все черно от людей.
Поскольку речь идет о последнем ключевом результате эксперимента по столкновению инертных нейтрино с частицами темной материи, без преувеличения можно сказать, что пришли почти все исследователи организации CRHPC.
Конечно, здесь сидят не только внутренние исследователи организации CRHPC, но и физики из других исследовательских институтов, которые приехали сюда издалека, и даже ученые, приехавшие из организации CERN.
Это последнее совещание по приемке эксперимента по обнаружению столкновения инертных нейтрино с частицами темной материи, и если оно пройдет успешно, это будет означать, что человечество официально нашло те невидимые в прошлом частицы темной материи и узнало их характеристики.
На самом деле, еще три дня назад на совещании по приемке, проведенном совместно Гарвардским университетом и Университетом Британской Колумбии, участвовало больше ученых, но, к сожалению, им не удалось сорвать эту жемчужину с лаврового венка.
До начала совещания осталось десять минут, все уже заняли свои места и перешептывались в зале.
На пути исследования частиц темной материи уже никто не сомневается, сможет ли CRHPC найти частицы темной материи.
Все ждут лишь последних нескольких совещаний.
Глядя на оживленный зал, Виттен, сидящий в зале, огляделся и с некоторым недоумением спросил.
"Где он?"
Сидя рядом с Виттеном, профессор Фрэнк Вильчек повернул голову и с любопытством спросил: "Кто?"
Виттен указал на места в первом ряду, где были таблички с именами представителей совета по приемке, и одно из них явно пустовало.
И это пустое место принадлежало председателю организации CRHPC, а также главному руководителю эксперимента по обнаружению столкновения инертных нейтрино с темной материей, Сюй Чуаню.
Совещание по приемке с энергией 125 ТэВ вот-вот начнется, но до сих пор его ученик не появился, что заставило Виттена немного озадачиться.
"Возможно, у него какие-то срочные дела?"
Вильчек подумал и сказал: "Давайте подождем, он не должен пропустить это совещание по приемке, ведь он участвовал во всех предыдущих совещаниях, а это самое важное".
Виттен кивнул и больше ничего не сказал.
Время шло минута за минутой, и когда профессор Чжао Ху из Шанхайского университета Цзяотун, который проводил отчет о приемке эксперимента по столкновению с энергией 125 ТэВ, уже стоял на сцене, Сюй Чуань поспешно открыл дверь зала заседаний и вошел.
Поздоровавшись с другими членами группы приемки, Сюй Чуань отложил принесенные документы, посмотрел на докладчика на сцене, слегка кивнул и дал знак, что можно начинать.
На сцене профессор Чжао Ху, увидев, что Сюй Чуань наконец-то пришел, вздохнул с облегчением и официально начал отчет об анализе эксперимента по столкновению с энергией 125 ТэВ.
Заранее подготовленный PPT перелистывался страница за страницей под звуки доклада, и анализ данных эксперимента по столкновению с энергией 125 ТэВ снова предстал перед глазами всех слушателей в зале.
Как и в случае с Гарвардским университетом и Университетом Британской Колумбии, которые ранее представляли отчет о приемке, при обработке огромных исходных данных использовался метод реконструкции процесса распада по экспериментальным данным, но с некоторыми отличиями в конкретных данных и используемых математических инструментах.
Этот метод является общепринятым методом обнаружения частиц темной материи.
Поскольку теоретически частицы темной материи не обладают сильным взаимодействием и электромагнитным взаимодействием, а имеют только очень слабое слабое взаимодействие и гравитацию, что затрудняет их непосредственное наблюдение в экспериментах по столкновению.
А детектор может записывать только все продукты распада столкновения, то есть записывать характеристики распада, возникающие после столкновения.
Путем анализа исходных данных, а затем реконструкции процесса распада по экспериментальным данным, если он соответствует определенному каналу распада инертных нейтрино и частиц темной материи, он классифицируется как возможное событие генерации.
Для теоретической физики это самый глупый, но и самый эффективный метод на данный момент.
До тех пор, пока не будет создано оборудование и технология, способные непосредственно обнаруживать частицы темной материи, они могут узнать о некоторых характеристиках частиц темной материи только с помощью этого косвенного метода.
PPT проецировался страница за страницей, лаконичный и понятный стиль доклада и четкие идеи вызвали одобрение ученых в зале.
В зале, глядя на докладчика на сцене, который вначале был немного нервным и скованным, а теперь становился все более спокойным, Виттен тихо сказал: "Похоже, что анализ данных эксперимента по столкновению с этим последним энергетическим уровнем скоро будет завершен".
Рядом профессор Вильчек с улыбкой на лице кивнул и согласился: "Осталось только посмотреть, когда Сюй Чуань завершит окончательную обработку".
Если данные эксперимента по столкновению с энергией 125 ТэВ смогут успешно пройти это совещание по приемке, то все данные об энергии эксперимента по обнаружению столкновения инертных нейтрино с массивными частицами темной материи будут проанализированы.
Существование частиц темной материи уже подтверждено, осталось только, чтобы человек, сидящий в первом ряду группы приемки, официально объявил об этом, и физика вступит в совершенно новую эру.
Виттен улыбнулся, посмотрел на ученика, сидящего в первом ряду, и с улыбкой сказал.
"Я верю, что он не заставит нас долго ждать!"
Обновлено: 04.04.2026