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解决实验粒子物理中困难的模式识别问题

2024-07-30 11:16:45 百科全书来源：

导读这听起来似乎有些荒诞，但对于在世界上最大的粒子对撞机上工作的科学家来说，这却是现实。在距离法国和瑞士边境约 350 英尺的地下隧道中...

这听起来似乎有些荒诞，但对于在世界上最大的粒子对撞机上工作的科学家来说，这却是现实。

在距离法国和瑞士边境约 350 英尺的地下隧道中，一台名为大型强子对撞机的巨型装置以接近光速的速度发射质子束相互碰撞，产生的微小喷发模拟了大爆炸后立即存在的状况。

杜克大学物理学家阿舒托什·科特瓦尔等科学家认为，这些碰撞产生的亚原子碎片可能包含宇宙“缺失物质”的线索。借助人工智能的帮助，科特瓦尔希望利用5 月 3 日《科学报告》杂志上描述的一种设计，用相机捕捉这些稍纵即逝的线索。

普通物质(人类和行星的组成成分)只是宇宙中存在的一部分。科特瓦尔和其他人正在寻找暗物质，这是一种看不见的物质，其数量是可见物质的五倍，但其性质仍是一个谜。

科学家通过它对恒星和星系的引力影响知道它的存在，但除此之外我们对它知之甚少。

大型强子对撞机可能会改变这一现状。在那里，研究人员使用探测器寻找暗物质和其他神秘物质，这些探测器的作用类似于巨型 3D 数码相机，可以连续拍摄每次质子-质子碰撞产生的粒子喷射快照。

只有普通粒子才能触发探测器的传感器。如果研究人员能够在大型强子对撞机上制造暗物质，科学家们认为，一种可能被注意到的方式就是消失：重带电粒子从碰撞点行进一定距离(约 10 英寸)，然后无形地衰变为暗物质粒子，不留任何痕迹。

如果你追溯这些粒子的路径，它们将留下一条明显的“消失轨迹”，该轨迹会在探测器内层中途消失。

但要发现这些难以捉摸的踪迹，他们需要迅速采取行动，科特瓦尔说。

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