世界上最大的科学实验——欧洲核子研究中心的大型强子对撞机将于9月10日启动。因此，本周我们将深入质子内部，探索大型强子对撞机是如何帮助科学家寻找反物质和难以捉摸的“希格斯玻色子”的。此外，我们还将解开幸福婚姻的基因钥匙，探索巨大的蛤蜊能揭示我们祖先的什么，并听到蝙蝠为什么为了避免交通堵塞而保持沉默。另外，在《厨房科学》中，本和戴夫会被旋转的科学弄晕!
在这一集里
预防流感疫苗的新方法
对抗流感的新方法——科学家已经开发出一种新的流感疫苗，可能有助于控制未来的大流行。在本周的美国国家科学院院刊上，纽约的研究人员David Ho和他的团队利用流感病毒表面部分的DNA编码来保护小鼠免受致命剂量的感染。以前预防流感的最好方法是先在鸡蛋中培养病毒，然后再进行化学灭活和净化，使其变成可以安全注射的物质。但这种方法的一个主要问题是，生产疫苗需要很长时间，而且当注射疫苗时，它往往会引发高度集中的免疫反应，只针对一种流感。因此，疫苗需要定期更新，以确保它能抵御病毒不断变异时产生的新毒株。为了解决这个问题，来自洛克菲勒大学的美国研究小组首先从467种不同的H5N1流感病毒株中建立了一个基因家谱。这使他们能够锁定流感基因组在家族树根部的一部分，这在大多数不同的病毒株中是相同的。然后，研究小组制作了一个编码这部分病毒基因组的DNA序列，该序列来自主要的表面蛋白HA。注射了这种DNA序列的小鼠产生了大量抗体和白细胞，可以中和一系列H5N1毒株。最令人鼓舞的是，当老鼠被致命剂量的病毒感染时，那些先前接种新疫苗的老鼠都活了下来。 According to the researchers, their vaccine strategy offers a fast and affordable way to combat H5N1, viewed by many as the best contender to cause the next pandemic.
古老的贝类口味
这是一个神话，如果一个戴着水肺的潜水员发现一个巨大的蛤蜊里有一颗闪闪发光的珍珠，并伸手去偷它，他或她的手臂会被这种双壳软体动物的重击颚抓住。巨型蛤蜊可以长到一米多长，它们确实会制造珍珠，但你几乎不可能被困在其中。
但最近，随着一种生活在红海的新物种的发现，巨型蛤蜊登上了科学头条。这是20年来首次发现巨型蛤蜊，使世界上的物种总数达到8个，这要归功于德国阿尔弗雷德-韦格纳-极地与海洋研究所的克劳迪奥·里希特领导的一个国际研究小组。
更重要的是，这种新的蛤蜊发现了人类掠夺海洋的一些最古老的证据。
新物种，tridacna costata它在今天非常罕见，这也是为什么它被忽视了这么长时间的原因之一，但现在通过对其形状和遗传学的研究，它被证明是一个独立的物种。
研究人员还回顾了过去的化石记录，发现这个物种曾经非常丰富。大约在12.5万年前，Tridacna costata构成了生活在红海的巨型蛤的80%。现在这个比例不到1%。
蛤蜊数量大量减少的罪魁祸首可能是古代的狩猎采集者，他们很可能喜欢上了这些营养丰富的大型贝类，因为它们不会逃跑，所以非常容易收获!这些巨型蛤蜊的死亡时间与人们认为它早死的时间相当可疑智人开始迁出非洲。不仅如此，过去的蛤蜊比现在要大得多，这更有力地指责了人类，因为这表明，很久以前，我们的古代祖先就消灭了大型蛤蜊。
幸福婚姻的基因钥匙!
多配偶制——至少在老鼠和人身上，或者田鼠身上——科学家已经证明，一些男人携带的一种基因变异可能是导致婚姻不和谐的原因。这项研究建立在先前对啮齿类动物进行的研究基础上，研究表明，高度一夫一妻制的草原田鼠携带着一种名为avpr1a的不同形式的基因，而它们的近亲——快速松散的山地田鼠或草地田鼠则倾向于多次交配。研究人员还表明，将忠诚的田鼠的基因添加到一夫多妻动物的大脑中，可以将它们转变为模范的一夫一妻制伴侣。
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| 草地田鼠©US NPS |
现在，在人类中也出现了类似的发现。瑞典卡罗林斯卡研究所的Paul Lichtenstein和他的同事研究了552对已婚或同居夫妇的人类avpr1a基因区域的序列，并将这些序列与关系强度的测量结果进行了比较。11种不同形式的基因区域被鉴定出来，但有趣的是，其中一种——等位基因334——被40%的参与者携带，与较差的“伴侣关系得分”(PBS)密切相关。拥有两个基因拷贝(一个来自父亲，一个来自母亲)的男性结婚的可能性(倾向于同居)是拥有一个或没有334等位基因拷贝的男性的一半，在过去的12个月里面临婚姻危机或离婚威胁的可能性(34%)是拥有一个或没有334等位基因拷贝的男性的两倍，其中只有16%的人报告婚姻困难。这表明，田鼠的情况同样适用于人类，但也可能与我们对人类社会行为和发展的某些其他方面的理解有关，包括利他主义和自闭症，这两者都与同一基因的变化有关。
合作的蝙蝠
一项新的研究表明，蝙蝠在外出觅食时可能会保持安静，倾听彼此的声音。
这是来自美国马里兰大学的辛西娅·莫斯(Cynthia Moss)和她的同事们得出的结论。他们一直在研究圈养的大棕蝙蝠，并追踪它们在追捕飞虫猎物时超声波信号的变化。
夜行性蝙蝠利用回声定位来寻找猎物，并在漆黑中安全导航。它们发出非常高的吱吱声，并测量反射回吱吱声所需的时间，由此它们可以计算出周围物体的位置。
当然，蝙蝠发出的大多数声音是人耳听不到的——我们只能听到大约20到20千赫兹的声音，而蝙蝠发出的啁啾声可以超过100千赫兹。
莫斯和她的团队发现，在某些时候，一些蝙蝠会关闭声纳，完全安静一段时间——只有大约800毫秒，这听起来可能不多，但实际上在蝙蝠快节奏的生活中，这是一段很长的时间。
目前我们还不能确定为什么蝙蝠会这样安静下来，但有可能是一只蝙蝠停止发出声音，偷听另一只蝙蝠的声音，也许是为了防止交叉信号。你可以想象，当很多蝙蝠在一个相似的区域进食时，它们发出的信号很容易混淆。如果这就是蝙蝠所做的，那么这将是一种合作的证据，这种合作长期以来一直被怀疑，但从未在这些飞行哺乳动物身上得到证实。
为什么鱼在南极水域不会结冰?
海伦:好问题，非常感谢。南极洲周围的海域变得异常寒冷。因为里面有盐，所以温度可以降到-1.9摄氏度。那么地球上的生物是如何在那里生存的呢?在20世纪80年代，科学家们发现南极鳕鱼或冰鱼的血液中实际上含有防冻剂。从那以后，科学家们一直在四处探索，试图找出它是如何工作的。我们还不太确定。它基本上似乎与这些叫做糖肽的东西有关。它们是一种被糖覆盖的蛋白质，似乎通过各种方式与那里的水相互作用来阻止冰晶变大。似乎鳕鱼也能在血液中有微小的晶体的情况下生存。 Their blood flows even if there's some little ones, as long as they don't grow any bigger they're ok. What can we do with it? It's something that it's possible we might be able to use these antifreezes for preserving donor organs. It's the idea of how do we stop things from freezing and not deteriorating whilst they are frozen? It could also be a better, more environmentally sensitive way of actually doing antifreeze for things like roads. Someone's actually started putting the genes for it inside of yeast so they can create it artificially and create lots of it. It's a possibility we might be using it. And on cars, perhaps!
什么叫脊椎刺痛?
克里斯:我认为这都是镜像神经元的问题。《自然神经科学》几周前发表了一篇论文，他们研究的是奥运会运动员。他们专门研究篮球运动员。他们向职业篮球运动员展示(当他们观看人们试图把球投进篮筐的镜头时)即使他们没有向他们展示所有的镜头，他们只是向他们展示了投球者手中的球，直到他们投出球的那一刻。他们停了下来，问:“哪些球会进篮筐?”职业选手在70%的时间里，仅仅通过看手的位置就能判断出他们是否会进篮。他们所做的与此同时测量肌肉的活动在受试者的手,他们发现这些人在做什么是他们眼中的位置叠加喷射器的手在自己的大脑运动区为了工作和比较,喷射器在做什么而在同样的情况下他们会做什么为了找出他们认为将会发生什么。这是一种优雅的方式，表明当我们体验我们周围的世界时，我们会把我们看到的其他人在做什么，我们看到的周围正在发生的事情叠加到我们自己内部的世界地图上:这些镜像神经元。这些反应了其他人的行为，向我们展示了他们正在经历的情绪和他们在想什么。这有助于我们预测他们将要做什么，从而如何应对和回应他们。 When someone feels sad it makes you feel a bit sad. You feel their pain and this means that you can then put yourself in their shoes so you know how to respond appropriately. It's all about empathy. I think that probably what Gary's feeling is the effect of his mirror neurons. Pretty much all bits of the brain have these neurons, especially the bits of the brain that sense anxiety, fear, disgust and maybe even motor and visual things. Helen: A little part of us also wins those gold medals.
什么是大型强子对撞机?
来自剑桥大学的Ben Allanach
克里斯-大型强子对撞机是关于什么的?
本，大型强子对撞机是一个巨大的实验。这是有史以来最大的实验。我们要让质子相互碰撞，试着找出早期的宇宙和粒子。
克里斯:当你说发现早期宇宙的时候，为什么我们需要去发现它?那时候和现在有什么不同?
本:我们认为周围有一些粒子衰变得很快。它们产生于宇宙早期，现在已经衰变了。我们想要生产和研究它们。
克里斯:具体来说，这些粒子是什么?
本:其实我们想看的东西很多。著名的希格斯玻色子就是一个例子。这是基本粒子获得质量的原因。理论会告诉你粒子必须是无质量的，当然，我们知道事实并非如此。希格斯玻色子是解释为什么其他粒子有质量的拼图中缺失的一块。
克里斯:好吧，让我们深入探讨一下基本粒子是什么意思以及原子和其他东西的内部是什么。outwards-inwards工作。我们有一个原子，它有一个原子核，质子，中子和电子环绕在外面。带我离开那里，深入内心。
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| 质子中的夸克©Arpad Horvath。 |
我们有这个原子，我们往下到带正电的核的中心。它由质子和中子组成。它们内部也有结构。如果你放大，你可以看到质子和中子中有三个点状的东西。它们被称为夸克。它们是被某种强粘性量子力粘在一起的。
克里斯-我们大概不知道那个力是什么?
本-我们知道很多。这是一种强大的核力，事实上，通过把它们分开，你可以知道很多东西是什么。
我们怎么知道夸克是最简单，最小的东西?我们怎么知道它们不是组成夸克本身的东西呢?
本-我们不知道。我们只知道它们看起来很简单-15年m:这是十亿分之一，小于十亿分之一毫米。在那个尺度上，你看不到任何更小的点，但你不能肯定。如果你有一个比大型强子对撞机更大的显微镜，你会看到子结构。这是我们要检验的东西之一。
Chris -虽然大型强子对撞机实际上是一个原子加速器，它创造了巨大的能量，但如果有的话，它的行为就像一个显微镜。你把粒子炸成碎片，这让组成这些粒子的成分出来，你能看到它们吗?
本:这就是我的想法。这是一个奇怪的悖论，为了看到更小的东西，你必须建造越来越大的机器来获得更高的能量。然后你可以深入地证明。
Chris -如果大型强子对撞机没有结果，这是否意味着我们必须建造一个更大的，或者你认为这将基本上回答这个问题，一劳永逸，物质的基本性质是什么?
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| 欧洲粒子物理研究所(CERN)的大型强子对撞机(LHC)的模拟事件。这个模拟描绘了在CMS实验中两个质子碰撞后希格斯粒子的衰变。©欧洲核子研究中心 |
本:在我看来，它将回答关于希格斯玻色子的问题。我们已经从间接信号和之前的数据中大致知道希格斯玻色子的质量你可以计算出大型强子对撞机现在有足够的能量来产生它们。如果希格斯理论是错的，那么就会有别的东西存在，那将会更令人兴奋。我们可以对此进行调查。还有其他的可能性，比如产生暗物质的暗粒子，这有点投机。那也会非常有趣。
Chris -当你提到彼得·希格斯的工作时他是爱丁堡大学的一位科学家他提出了粒子的概念每个人都想看到但却没有人检测到，这与大局有什么关系?这是什么?它是做什么的?
我们想象中的小点四处移动的粒子实际上是遍布整个宇宙的场中的涟漪。例如，我们可以把电子看作粒子。如果你仔细观察它，它看起来就像电子海洋中的一种波纹。希格斯玻色子也是如此。这个想法是这种果冻遍布宇宙。宇宙仍然是热的，它是流动的，其他粒子可以在没有注意到的情况下穿过它。随着宇宙变大，果冻有点凝结。这是希格斯粒子的特殊之处，其他粒子可以感受到它，从而被推过它。牛顿告诉我们，当你推动某物时它有惯性，因此有质量。这些希格斯粒子和场会拖动其他粒子并赋予它们质量。
克里斯-这就像是在一辆大型汽车的后面放一个降落伞之类的东西?就像一个阻力?
本-是的。
克里斯:到处都是吗?
本:是的。所有这些场都存在于整个宇宙中。
Chris -所以当你说你要在大型强子对撞机中创造希格斯粒子时，如果它已经存在了，你在做什么?
本，场，海在那里，但你要做的是创造一个小涟漪，这就是粒子本身。局域波，如果你喜欢，那就是实际的粒子。
Chris -你实际上并不是在制造粒子，你只是通过干扰它通常产生的场来让它表现出来?
本:完全正确。
克里斯:如果它出现了，你会看到什么?你怎么看那些涟漪?
这个希格斯粒子，如果你制造它，它会在10年内迅速衰变-20年秒:快得难以置信。它在碰撞点周围会衰变成其他普通粒子。周围有各种各样的电子设备来跟踪这些出来的东西。你要做的就是观察它们的能量然后推断出在相互作用点发生了什么。基本上，会发生的是如果你产生一个希格斯玻色子它们的质量会是它的一半。粗略地说，每个粒子的质量是它的一半。你把这两种物质的能量加起来，当然会发生各种各样的事情。超过1万亿次的事件，1万亿次的碰撞你会看到它们中的很多都产生了相同的能量。你必须推断回希格斯粒子。
克里斯-如果当大型强子对撞机达到最大工作能力时，你看不到希格斯玻色子，这对粒子物理领域意味着什么?
本:这意味着很多教科书都要重写。那将是非常令人兴奋的。
克里斯-而且可能很贵!另一种解释是什么?还有其他对位吗?有希格斯理论，还有其他的思考方式吗?
本:还有其他一些竞争者，但没有比他们更成功的了。我个人相信希格斯理论。另一个例子是，有两个夸克紧密地结合在一起。它们可以表现得像希格斯粒子，尽管它不是基本粒子，但它看起来还是这样。无论你编造出什么理论，它的行为都和希格斯玻色子有某种相似之处，因为之前的数据中有间接的信号。
Chris -这基本上是你和LHC的人一起工作的东西吗还是你有自己感兴趣的东西?
我最喜欢的理论是超对称理论，这个理论比希格斯粒子更进一步，解释了为什么它这么轻。你不会期望它会因为不断的波动而重十亿倍，除非理论中发生了什么让它保持轻。超对称就是一个很好的例子。它预测了许多新粒子。它可以预测宇宙中存在的暗物质粒子之一。天体物理观测告诉我们，有一些奇怪的东西我们看不见，它是透明的，但它有引力。希望我们能制造出其中的一些。
Chris -这听起来有点危险因为这是建立在还没有被证实的科学基础上的但我想这就是宇宙学和粒子物理学，不是吗?
本:没错，这就是为什么我们需要做实验来验证它。这尤其具有很强的推测性。我觉得有一半的可能性。
克里斯-和我下次申请拨款一样有希望!
建造大型强子对撞机
和盖伊·克罗克福德
克里斯-来自欧洲核子研究中心的盖伊·克罗克福德将加入我们。他是该项目的工程师之一。你好,家伙。
盖伊-你好。
克里斯-谢谢你加入我们。你一定很兴奋。
盖伊-对我们控制室里的所有人来说，这是一个非常激动人心的时刻。
克里斯-周三之前的发射程序是怎样的?
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| 大型强子对撞机实验与预加速器。质子(和离子)的路径从线性加速器(p和Pb)开始。他们在助推器、质子同步加速器(PS)、超级质子同步加速器(SPS)中继续前进，最后进入27公里长的大型强子对撞机隧道。在LHC里。©Arpad Horvath @ wikimedia |
盖伊-好的，现在我们已经到达了一个点，机器已经准备好接收第一束光束了。事实上，我们已经做了一些预测试，我们已经设法使大型强子对撞机与注入机同步，并向大型强子对撞机注入光束。我们只是在27公里的圆周上循环粒子。
Chris -首先你是如何产生这些粒子的?
盖伊-光束从一瓶氢开始。氢原子包含一个质子核，原子核周围绕着一个电子。我们简单地剥离电子然后开始从这个氢瓶中加速质子束。它们必须经过一个由四个独立的加速器组成的链条，才能达到我们可以注入大型强子对撞机的能量。
Chris -所以你先把它旋转到一个小版本的速度，一旦它足够快，这可能是利用磁力来加速它
盖伊:嗯，我们用磁铁引导机器(粒子)沿着一条圆形路径，这些圆形加速器聚焦光束。我们使用射频腔来给光束提供能量。使用圆形机器的原因是光束可以在这些空腔中通过许多通道。
克里斯-随着运动的进行粒子最终会以多快的速度运动?
盖伊-当光束达到大型强子对撞机的碰撞能量时，它将非常接近光速，实际上是光速的99.99999%。
克里斯-那真是太快了!
盖伊-这是你最快的速度了，是的。
克里斯-一旦你让粒子流以那样的速度运行，大型强子对撞机的整个周长是27公里，那么它们能多快跑一圈?
伙计——这和光速差不多，所以他们一秒钟能走27公里1.1万次。
克里斯:那真是太快了。一组质子朝一个方向，另一组朝另一个方向。当它们达到临界速度时你会让它们互相碰撞吗?
是的，大型强子对撞机的特殊之处在于你有两个真空管道，两个反向旋转的光束可以在其中振荡。它们实际上在四个实验探测器上相互交叉，当光束达到最高碰撞能量时，我们对这些交叉角度进行微调，使光束在探测器内碰撞。
克里斯-当他们撞在一起时会发生什么?
大多数质子会直接穿过彼此就像云穿过彼此一样。一些质子会相互碰撞湮灭并转化为能量。这很有可能创造出这些在宇宙开始后就存在的奇怪粒子。
克里斯:从长远的角度来看，这样人们就能理解你所处理的那种能量，当它们相互碰撞时，它们会碰撞得有多猛烈?
Guy -嗯，实际的碰撞并不是很显著。如果你拍手，你可能会产生比粒子更大能量的碰撞。大型强子对撞机的非凡之处在于这些碰撞发生在原子尺度上。它非常集中:不是很大的能量，但非常集中。
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| 束管被磁铁包围©Julian Herzogeigene |
Chris -当你想要建造大型强子对撞机那样规模的东西时有哪些工程上的限制?你要怎么做呢?
Guy -首先，为了让光束在大型强子对撞机周围循环，你需要一个真空管。在真空管内部，你需要超高真空。大型强子对撞机的真空比月球表面的压力低20倍。一旦你有了一个循环的光束，你需要用非常强的磁铁使它保持在它的圆形轨道上。在大型强子对撞机中，我们有两种主要的磁体:偶极或两极磁体，它们使光束保持在环上的轨道上;还有四极磁体，它可以将非常强烈的质子束集中在真空管的孔内。这些偶极和四极磁铁内部的磁场是如此之高:大约是地球磁场的17万倍，以至于我们需要借助超导技术来制造这些磁铁。磁铁的线圈是由一种叫做铌钛的特殊合金制成的。如果你把这些线圈的温度降低到非常低的温度，你说的是-270摄氏度;线圈将以零电阻导电。 That way we can pass huge currents that are almost 12,000 amperes through the coil and produce these very powerful magnetic fields to keep the beam under control.
海伦:约书亚在我们的论坛上提出了一个关于温度的问题。他想知道为什么要把它们保存得这么冷。几乎是绝对零度，不是吗?你是怎么保持这么冷的?
盖:事实上，我们有一个巨大的低温制冷装置来冷却整个机器。我们需要用液氦来保持磁铁的低温。这个过程的第一阶段是用非常便宜的液氮预冷却气态氦。我们不需要大量的液氮。这将使温度降低到80开尔文左右，大约是-200摄氏度。然后我们使用低温制冷装置将温度降低到氦的沸点。现在温度降到4k。对于我们在大型强子对撞机内部需要的电流来说，这仍然不够冷。我们有更多的冷压缩机，制冷设备，可以将氦气中的压力降低到150毫巴。在这一点上，温度降低到1.9开尔文的工作温度。
克里斯:那真的很冷，不是吗?
伙计-事实上，比外太空还冷。
克里斯:比冥王星还冷，这是肯定的!最后一个问题，盖伊:在这个能源费用上涨的时候，你的电费是多少?
Guy -事实上，大型强子对撞机的能耗相当于整个日内瓦市的能耗(国内能耗)。让我看看，这大约是120兆瓦的电力
克里斯:日内瓦大概有多少个家庭?
盖伊:日内瓦大概有15万户人家。
克里斯-那是相当大的能量，不是吗?但这一切都是为了慈善事业!
盖伊:是的!
在研究中使用LHC
来自利物浦大学的Tara Shears
Tara Shears博士来自利物浦大学，她在LHC b探测器上工作。她在寻找反物质。塔拉，谢谢你加入我们的裸体科学家节目。金宝搏app最新下载跟我们说说你的工作吧。
Tara -我的实验LHCb是为了研究这样一个问题:当我们认为宇宙开始于物质和反物质的均匀混合时，为什么今天似乎只有一种类型:物质。我们认为这种不平等在宇宙历史的早期就出现了——甚至在宇宙形成的第一分钟就出现了。我们不知道为什么会这样。我们不知道为什么会这样。我们认为这是由于物质和反物质的行为有所不同，但我们不太确定是什么。
Chris:那么你的意思是基本上有两种类型的东西。有物质和反物质。这就像磁铁的北极和南极一样。我们目前在宇宙中看到的是所有的北极，这就引出了一个问题:“所有的南极都去哪儿了?”
泰拉-完全正确。从某种意义上说，反物质就像普通物质的镜面反射。我们可以发现它是否存在于任何地方，因为反物质有一个特殊的特性，那就是每当它遇到正常物质就会湮灭。这是相当戏剧性的。如果一克物质与一克反物质相遇，就会产生相当于5000吨TNT当量的爆炸。
克里斯-所以你真的可以制造反物质?
塔拉-你可以在欧洲核子研究中心产生非常非常少量的反物质。在大型强子对撞机中发生的事情是，当我们进行粒子束对撞时，质子-质子对撞，正如本·阿拉纳赫已经告诉你的那样，我们将这些粒子束的能量转化为新的粒子。其中一些新粒子将是反物质粒子。
克里斯-所以它们和物质粒子是由相同的积木构成的?
泰拉-没错。举个例子，对于每一个夸克我们都有一个反物质夸克的等价物。对于像电子这样的东西，有一种反物质，我们称之为正电子。我们所知道的宇宙中的每一个粒子都有它的反物质等价物。
克里斯:我们怎么能把物质变成反物质呢?
塔拉-在大型强子对撞机中发生的事情是，在碰撞中，我们要么以物质的形式产生物质，要么以反物质的形式产生物质，如果这有意义的话。它有一种或另一种。我们在实验中检测到的可能是这些粒子的衰变产物(它们寿命不长)以及这些粒子衰变成什么样子，通过识别它们，我们可以推断出我们最初拥有的基本粒子是物质还是反物质。
克里斯-你从一束质子开始。这些是物质质子，不是吗?如果你可以用它们制造反物质这是否说明它们和反物质是由同样的物质构成的?
塔拉-一点也不，因为你要想到当我们进行光束碰撞时我们有一定的能量。无论在这些质子中发生什么碰撞(就像本说的，就像把两块湿抹布擦在一起或把两个黏糊糊的橙子擦在一起)，只有一部分质子会相互碰撞。它转化为纯能量，如果我们把爱因斯坦的方程应用到质量上，应用到粒子上，反物质粒子和正常粒子的质量是一样的。从这个角度来看，这些碰撞，什么碰撞在一起并不重要。能量会湮灭然后能量会被分配到不同的粒子中。它是物质还是反物质并不重要。
克里斯:这大概会让我们了解反物质的本质，这样我们就能理解它们是如何使用反物质的。
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| 大型强子对撞机洞穴内的景象©CERN |
塔拉-这就是我们对LHCb实验的期望。我们希望能更好地掌握反物质与普通物质的行为。我们认为一定有一些差异导致了这种不对称，这使得我们的宇宙今天以一种状态存在。
克里斯:你认为所有的反物质都去哪儿了?它只是挤在某个地方，还是在我们看不到的其他维度?
塔拉-这是一个价值一亿美元的问题，不是吗?我希望我知道答案。我们基本上不知道。这就是我们做这个实验的原因。这就是我们做研究的原因。我们不知道反物质的行为是否有某种特殊性，这意味着它比正常物质衰变得更快。这就是为什么在已知的宇宙中，一切似乎都消失得更快。有一些理论，我甚至不假装理解，说我们可以在另一个平行宇宙中有反物质。这就是它的去向，而我们恰好处在一个只有物质的平行宇宙中。有许多假设，但很少有实验证据来确定这个解释。
我的大脑会变得太满吗?
埃克塞特大学伊恩·麦克拉伦教授的回答
你问我每次学习新东西时，大脑是否会重写旧信息。答案是，当你学习新东西时，你会在某种程度上忘记旧的东西，但这并不像听起来那么糟糕。假设你学了一串金属和花的名字。然后你会学习一系列的树木和植物。学习第二张表会让你对第一张表的记忆变差。我们不认为它覆盖了它。如果我现在告诉你，第一个列表是金属和花的名字，而你使用了这些线索，你显然已经忘记的东西就会重新出现。它们似乎更难检索，我们认为不可访问性保护了它们，实际上不被覆盖。如果你不以这种方式保护它，它就会被覆盖，你真的会失去东西。另一个问题是，“所有这些学习对我有好处吗?还是我应该集中精力少学点东西?” The problem as we age with our memories seems to be not a lack of capacity but we get worse at using it. We're not as good at controlling it. If you keep on learning things and using your memory a great deal, that can only help. It's a use-it-or-lose-it kind of idea. Hope that helps!
什么是网格?
塔拉:如果你愿意的话，网格就像是万维网的升级版。就像任何有电脑和互联网接入的人都可以在网上分享信息一样，粒子物理学家可以把他们所有的电脑连接在一起。他们有互联网接入和一些特殊的软件，使他们一起工作，并提出了一个分布式的超级计算机，不仅共享信息，而且计算能力的所有计算机在一起。如果你考虑到我们的实验规模有多大，在ATLAS的情况下，大约有来自80个国家的2000人。如果所有这些机构共享他们的计算机，那么他们就能有效地制造出一台超级计算机，它足够强大，可以分析我们需要从大型强子对撞机中分析的大量数据，从而得出我们的发现。
为什么行星、恒星和亚原子粒子是圆的?
本:不是所有的东西都是圆的。诚然，行星、恒星和其他东西都是如此，你吹出的肥皂泡也是如此。这本质上是因为张力把所有东西都拉进去，使它变成球形。如果你说的是基本粒子它们就不是。当你在课本上看到表述时，你会看到一个小圆球。他们不是这样的。他们真的很奇怪。它们像波浪一样移动。它们像一个点一样被吸收。它不像一个球体你谈论的是在非常小的距离尺度上用量子物理发生的事情。 Chris: There was a paper in Nature recently where scientists were able to visualise hydrogen atoms with a stream of electrons. They were round balls. Ben: yes, so a hydrogen atom isn't fundamental. It's made of a core and something orbiting round the edge. It's a bit like a solar system and that does go round in a circle. There's a force and it reaches equilibrium just like the Earth goes around the sun. It's the same kind of picture. Chris: What about the tiny bits inside? How do you know what shape they are?
本:你不知道，它们是点，它们很奇怪，它们模糊，它们是量子的。
- 以前的排斥害虫!
- 下一个冻结的时间和膨胀的宇宙
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