第五百零八章 副总工程师
“老师，您找我！”
比庞学林想象得还要迅速，在他离开落日工程指挥控制中心没多久，沈渊便再次找上了自己。
“小庞，坐。”
沈渊的目光隐藏在厚厚的镜片背后，语气却变得前所未有的柔和。
这让庞学林有些意外的同时，又有些受宠若惊，过去三个月接触下来，沈渊给他的印象是高冷且自负。
或许这是有本事的人的通病，大部分时候，庞学林和沈渊手下那七八名博士生一样，都只能在沈渊周围打打下手，沈渊也很少主动找他们谈事情，像今天这般郑重其事的，更是头一遭。
“小庞，能告诉我你是怎么想到将南极庭院工程改造为你所说的地球大炮的吗？”
庞学林脸上露出一丝赧然，有些不好意思道：“老师，前段时间我们不是一直在研究如何救援落日六号吗？那段时间我一直负责建立起地球内部的地电流运转模型。一天晚上，也许是研究得太晚了，我迷迷糊糊睡着了，然后就做梦梦到了地电流。那段时间，我一直在思考地电流有什么作用，然后在梦里，我莫名其妙地将地电流和南极庭院工程联系在了一起。我就想啊，地电流所蕴含的能量显然是十分惊人的，假如我们能够把这个能量利用起来，会发生什么事呢？”
庞学林顿了顿，继续道：“我自然而然想到了电磁加速器，现在我们已经建成的航天质量投送装置，成本高昂，能量消耗大，航天产业化说了几十年，但依旧没办法形成全民效应。我就在想啊，能不能把我们做出的南极庭院工程的管道，改装成质量投送装置。地球直径12756千米，这是一条绝佳的发射轨道。在发射的前半段，我们可以利用地心引力对物体加力，在发射的后半段，我们可以利用电磁力克服重力，为物体提供加速度。如此漫长的加速轨道，可以让我们轻松将大质量物体弹射送入太空，而其中消耗的能量，完全可以通过地球内部庞大的地电流来解决。这样的话，未来人类大规模移民太空，成本将降低到不可思议的程度。只有到了那个时候，全民航天的时代才会真正到来！”
说这番话的同时，庞学林脸上适时的显露出激动、振奋且憧憬的表情。
果然，这番话显然触及到了沈渊的痒处。
“好！”
沈渊一拍大腿，大笑道：“好一个地球大炮工程。小庞，你可真是天才！你知道吗？我一直在为南极庭院工程的筹资而发愁，世界各国虽然对开发南极很感兴趣，但这一工程所需的成本与开发南极所能得到的收益相比，不管是学界还是政界，都争论不休。你的这个想法，为南极庭院工程的建设提供了一个绝佳的理由，我敢肯定，只要你的这篇论文已经发表，南极庭院工程将成为全球各国政府和民众争相投资的项目。从此之后，我们再也不用担心南极庭院工程的资金来源……甚至，我们说不定还能找到救援落日六号的办法！”
沈渊的眼睛闪闪发光，仿佛看到了一个无限美好的未来。
庞学林只是淡淡笑着，没有多说，心中却暗自感叹。
或许在小说中，沈渊之所以如此不择手段地推进南极庭院工程，也有为了救援被困在地心深处的沈静的因素。
只是遗憾的是，一直到南极庭院完工、废弃，沈渊都没能救出自己的女儿。
希望有了自己的介入，这个故事的结局，能够最终变得美好一些。
庞学林心中暗叹道。
……
接下来的一段日子，庞学林开始跟随沈渊进行了一场环球演讲之旅。
他撰写的地球大炮工程论文由沈渊推荐发表在了《地球物理学报》上，很快便引起全球轰动。
之前沈渊提出南极庭院工程时，曾经在全球范围内引发了广泛的争议。
而庞学林的这篇论文，无疑使得天平大大地往沈渊那一方倾斜。
甚至于某些原本反对南极庭院工程的经济学家，也渐渐趋向于支持南极庭院工程的翻版——地球大炮工程。
毕竟相比于南极，太空蕴藏着无尽的可能。
别的不说，单单位于小行星带的那些矿藏资源，就足以让全人类为之疯狂。
作为地球大炮工程的提出者，庞学林也成了媒体关注的焦点，甚至被舆论提到了和沈渊同样的高度。
两人每到一个国家，都收到了该国的广泛欢迎。
庞学林在访问美国的时候，与沈渊一同受邀前往联合国安全理事会，在安理会上做了两小时的报告。
这场报告，也彻底奠定了地球大炮工程的基础。
随后，在沈渊的号召下，来自全球各国的顶尖科学家相继来到中国，参加地球大炮工程研讨会。
庞学林在这一过程中开始崭露头角，不管是身后的数理化基础，还是在工程领域超绝的眼光，都得到了全球科学家的认可。
甚至连沈渊，有时候都吃惊于自己这位弟子，什么时候竟然有了如此深厚的学术功底。
于是，在庞学林进入这个世界短短不到半年的时间后，地球大炮工程正式立项，沈渊担任该工程的首席科学家兼总工程师，庞学林担任副总工程师。
本来庞学林是准备拒绝的，因为这项工程的技术难度虽然大，但并非无法克服。
有他和没他，基本上区别不大。
他更希望自己能把工作重心放在中微子的研究上。
自己来到这个世界的三大任务，地球大炮工程有沈渊在，完成的难度不大。
真正难的是如何救出困在地心深处的沈静。
庞学林想要救出沈静，就必须确定落日六号的位置。
而想要确定落日六号的位置，庞学林只有在中微子领域有着跟进一步的突破，才有可能找到答案。
但最终，经过沈渊的劝说，庞学林还是同意担任副总工程师一职。
当然，庞学林也提前与沈渊说明，他只是在地球大炮工程中挂职，具体工作事务还是希望由沈渊主导。
对此，沈渊自然没什么问题。
第五百零九章 因为你
“老师，您找我！”
这天下午，庞学林又一次来到了“落日工程”指挥控制中心。
中心内除了沈渊和屏幕上的沈静外，空无一人。
虽然沈渊取得了全球各国的支持，将南极庭院工程改为地球大炮工程后，项目推进速度快了许多。
但为该工程执行勘探任务的落日系列地航飞船任务，却进入了停滞阶段。
其中自然有落日六号失败的原因。
目前，该项目的地球物理学家们正按照庞学林提出的理论，对全球各地地幔深处的地电流进行测量，从而寻找地核深入地幔内的某些裂隙。
而新一代落日飞船，也吸收了落日六号的教训，将会具备在地核内部短暂停留的能力。
只有到了那时候，落日工程才会继续下去。
当然，落日工程的最终目标，是建造出能够在地核内部自由航行的地航飞船。
也只有达到那种能力时，地球大炮工程才会具备实质性意义。
“阿林，你来了，小静，这是庞学林，我最出色的学生，接下来几天，就让他带你出去转转吧。”
半年的接触下来，庞学林和沈渊之间的关系亲近了许多。
甚至有些时候，庞学林感觉到沈渊将自己当做接班人去培养了。
“庞师兄，给你添麻烦了！”
屏幕上的沈静朝庞学林鞠了个躬，看起来有些不好意思。
庞学林脸上显露出了诧异之色：“老师，这是……？”
沈渊道：“哦，你接下来不是准备休假一段时间吗？正好将小静的‘眼睛’带去，到处看看，落日六号内飞船主动通讯系统的能量剩不了多少了，主动通讯系统的能量消耗完毕后，小静在落日六号内只能通过被动通讯系统接收外界的文字信息，再也没办法和外界联系。这次你带她多出去走走，看看。我原本想让其他人带着她的‘眼睛’去的，但她选中了你，这个任务就交给你了。”
庞学林有些诧异地看了看屏幕上的柔柔弱弱的沈静，他来到这个时代后，和这姑娘几乎没有多少接触，她怎么偏偏选中了自己？
难道是沈渊平日里跟她交流的时候说起过自己？
庞学林心中暗忖。
沈静脸上露出了一丝略显羞涩的笑容：“庞师兄，这次麻烦你了。”
庞学林连忙摇了摇头，道：“不麻烦，一点都不麻烦。”
这时，沈渊笑着说道：“既然如此，那事不宜迟，阿林，你去后勤中心领下‘眼睛’，赶紧出发吧！”
“这……好吧！”
庞学林犹豫了一下，点了点头。
……
所谓“眼睛”，实际上就是一副能够同步传输视频音频信号的眼镜，庞学林戴上之后，他看到的东西都能实时传递到地心深处的沈静那里。
这种“眼睛”最早只是开发出来给那些在小行星带工作，不方便回地球休假的航天工程师们使用的。
在《带上她的眼睛》小说中，男主带着沈静的“眼睛”前往草原，沈静的多愁善感以及珍视生命中一切平凡的东西，让男主有些不耐烦的同时，又有些好奇。
等到后来他知道沈静就是落日六号的船员，被永久地困守在地心深处时，沈静已经彻底失去了与地球的通讯联系。
男主这才意识到沈静为何会如此珍视生命中所有平凡的东西。
小说的结尾部分，曾经这样写道：在以后的岁月中，我到过很多地方，每到一处，我都喜欢躺在那里的大地上。我曾经躺在海南岛的海滩上、阿拉斯加的冰雪上、俄罗斯的白桦林中、撒哈拉烫人的沙漠上……每到那个时刻，地球在我脑海中就变得透明了，在我下面六千多公里深处，在这巨大的水晶球中心，我看到了停泊在那里的“落日六号”地航飞船，感受到了从几千公里深的地球中心传出的她的心跳。我想象着金色的阳光和银色的月光透射到这个星球的中心，我听到了那里传出的她吟唱的《月光》，还听到她那轻柔的话音：
“多美啊，这又是另一种音乐了……”
有一个想法安慰着我：不管走到天涯海角，我离她都不会再远了。
……
科幻小说的奇妙之处在于，将不可能的宏观与微观世界描绘出来，让我们能看到科学的严谨与未来的奇迹，也能让我们看到真实的万物灵动与虚幻的孤独之美。这大概是任何类型的作品所不能替代的，也是科幻小说永恒的魅力。
只是让庞学林没想到的是，阴差阳错之下，他自己反倒成了小说中的男主。
“沈……师妹，你接下来想去哪里玩？”
从落日工程指挥控制大厅出来，庞学林径直前往停机坪。
他有一架全电动的飞行汽车，可以轻松进行环球旅行。
沈静笑着说道：“我不挑地方的，庞师兄，你想去哪里就去哪里吧。”
庞学林想了想，说道：“行，那我带你去青藏高原转转。”
他直接设定了目的地，然后开启飞行汽车内的自动驾驶系统。
飞行汽车两侧原本折叠的旋翼缓缓展开，很快垂直升起，紧接着，尾部的推进螺旋桨快速启动，推动着飞行汽车往吐鲁番盆地的南部飞去。
飞行汽车的速度不算快，每小时也就六七百公里，庞学林将座椅设置成躺椅模式，半躺下来，然后将沈静的“眼睛”挂在窗边，让她可以清楚地看到下方的大地。
“真美啊！”
耳机里，响起了沈静的惊叹声。
庞学林笑了笑，说道：“沈师妹，有个问题我想问一下？”
沈静笑道：“庞师兄，你是想问，我们俩不熟，为什么选择你带我的‘眼睛’出来吧？”
庞学林微微一愣，点头道：“是的。”
沈静笑道：“庞师兄，我和地面的通讯时间只剩下大概一周时间，原本我考虑找一个在小行星带工作，不知道任何关于我个人情况的工程师带我的‘眼睛’在地面四处看看。但后来，我改变了主意。”
“为什么呢？”
“因为你！”
“因为我？”
庞学林皱了皱眉。
第五百一十章 那是因为没有我
“对，就是因为你！”
“能说说原因吗？”庞学林皱眉道。
沈静说道：“庞师兄，你跟我父亲几年了？”
“三年了吧！”
庞学林想了想道。
沈静笑着说道：“那你觉得我父亲是一个什么样的人呢？”
庞学林微微一愣，沉吟道：“天才，理想主义者。认准一个目标就会朝着，这个目标一直努力下去，平常生活里看上去性子比较高冷，但却至情至性……大概就是这些了吧。”
耳机那头的沈静沉默了过了好一会儿，才笑着说道：“庞师兄，我发现你对我父亲的了解，比我想象的要多。”
庞学林笑道：“也许是这半年来，跟老师接触比较多的缘故吧。”
沈静说道：“确实，天才和理想主义者，这是我父亲在世人面前的标签，和他稍微熟悉一点的人，会认为他性子比较高冷，只有真正了解他的，才会知道他是一个至情至性的人，他这人恋旧我母亲早逝，他便终身未娶。我爷爷早年因为白血病进入冬眠，他到现在都留着我爷爷常用的东西。包括对我在内，虽然他不善表达，但我能感受到，他对我的关爱。所以我很担心他，我担心他会为了救我，不惜一切代价的推进南极庭院工程，这可能会引发一场灾难。事实上几个月前我就感觉到他的情绪有些不对，但一直想不到合适的办法去劝慰她。后来我听说，你将南极庭院工程，改成了地球大炮工程，并且得到了全球各国的支持。我才感觉到我父亲心中的那根弦稍稍松下来一点。庞师兄，从这一点上说，我要谢谢你。”
庞学林笑了笑，说道：“这不过是无心插柳罢了，沈师妹不必介怀。”
话虽然是这么说，但庞学林对于沈静的细心，还是微微有些惊讶。
事实上，在小说原著中，沈渊为了推进南极庭院工程，确实有些不惜代价，并且引发了好几次大灾难。
这个不能说跟沈静无关。
如果不是后人将南极庭院工程所制造出的那条超级通道，改造成地球大炮，南极庭院工程在历史上的地位还真得两说。
“沈师妹，你跟我说了这么多，有什么目的吗？”
沈静笑了笑道：“庞师兄，你知道吗？我父亲是个天才，甚至从某种程度上说，目前在世的科学家中，能达到他这个高度的很少。所以，很多人跟我父亲接触，都觉得他高冷，从某种意义上说，这也是一种学者的高傲。从小到大我从来没有听他夸赞过别人，除了我爷爷之外，你是我听过的他第一个赞叹过的人，他说他看不透你，你跟了他三年时间，前两年半，表现的跟普通的学生别无二致，也就最近半年，突然就仿佛开了窍一样，各种奇思妙想，不要钱的丢出来……”
沈静将庞学林过去半年的表现，娓娓道来，就连他参加一些研讨会时，与各国科学家讨论所展现出深厚的数学与自然科学功底也没落下，其中甚至还有一些庞学林自己都没有注意到的细节。
庞学林不由得哭笑不得，说道：“这些都是老师告诉你的？”
“对呀！”
沈静笑道：“我爸很少在我面前这样喋喋不休的夸赞一个人，庞师兄，你是我见过的第一个。”
庞学林道：“这是我的荣幸。”
沈静道：“庞师兄，其实，这次之所以让你戴我的‘眼睛’出来，除了想亲自和你聊一聊之外，我还有一件事想拜托你。”
“什么事？”庞学林说道。
沈静道：“庞师兄，其实我心里很清楚，我这辈子恐怕很难从这个大铁罐里出来了。不管是技术难度还是工程难度，都不允许。我担心我父亲今后，为了救我会不择手段，我父亲现在将你当做接班人来培养，未来很有可能会主导地球大炮工程的建设工作。所以我希望在我父亲失去耐心的时候，你能劝住我父亲，甚至架空他，拿到地球大炮工程的真正主导权，想办法完成这项工程。而不是将注意力放在救援我身上。”
庞学林不由得为之一愣，他没想到，沈静竟然会有这样的想法。
“那你今后在落日六号内的生活怎么办？”
沈静微笑道：“其实过去半年多。我利用我的眼睛，去过很多地方，看过各种各样的风景。一望无垠的塔克拉马干大草原，我知道那里每一朵花和草的名字；景色宜人的泸沽湖，险峻多姿的，阿尔卑斯山，蔚蓝无际的大海，涌动的海浪以及追逐的海豚……他们将我紧紧的包裹在一起，一想到这些景区和我的距离保持一致，我就感觉到无比的幸福。我已经规划好了在落日六号内的工作与生活。在我仅剩的余生里，我会做好，航行日志以及相应的科研工作，我希望我记录下来的数据，为后来人研究地球内部结构提供帮助……”
庞学林沉默了下来，过了好一会儿才说道：“师妹。我不能答应你的要求。”
“为什么？”
沈静有些诧异道。
庞学林笑着说道：“我觉得刚才你说的这些风景，最好等你从地心深处出来以后再去亲自体验一下。我接下来的工作和沈老师一样，除了推进地球工程外，最重要的一项任务就是把你救出来。”
沈静有些哭笑不得道：“庞师兄，你们不觉得这都是在做无用功吗？过去几个月，我也参加过好几次救援分析会。几乎所有科学家都认为，未来50年内，人类不太可能有能力将我从地心深处就出来。”
庞学林笑道：“那是因为没有我。有我参加的话，救援落日六号，就不再是一项天方夜谭。”
沈静顿时不说话了。她忽然发觉，这位庞师兄似乎并没有自己想象中的那种靠谱。
庞学林笑了笑道：“怎么？你不信？”
沈静无奈道：“不是信不信的问题，这这根本就不可能。”
庞学林想了想道：“沈师妹，你的备用通讯能量储备还足够使用多长时间？”
沈静说道：“视频通话，应该还剩下200小时左右，纯语音通话的话，足够1000小时。”
庞学林说道：“很好，那这次休假过后，你就中断与地面的联系吧，把通讯能量保留下来，一年后，再次与地面联系。我用一年的时间证明自己，我有能力将你从地心救出来。”
第五百一十一章 中微子
沈静想了想，说道：“好，那咱们就说好了，一年后如果你依旧想不到救我的办法，那你就必须答应我的要求。”
庞学林微笑道：“没问题。”
接下来的时间，两人放下各自的心思，开始轻松享受这趟假日旅行。
因为搭乘飞行汽车的关系，青藏高原复杂的地貌不再是阻碍。
巍峨耸立的喜马拉雅山脉、蜿蜒纵横的雅鲁藏布大峡谷以及大大小小如同蓝宝石一般错落镶嵌在青藏高原上的湖泊，让庞学林和沈静充分领略到了世界屋脊的美景。
只是让庞学了有些意外的是，沈静并没有如同小说中所显示的那般多愁善感，对于自己将会被永久困在地心，地表世界看一眼少一眼一事，沈静反而相当看得开，并没有太过在意。
庞学林惊讶的同时，也暗暗感叹，能够入选落日系列地航飞船的船员们均非常人。
同时，庞学林也隐隐意识到，小说中沈静之所以有那种表现，更多的可能是小说男主带沈静前往草原时，沈静被困地心不久，心态上还没有完全适应地心的生活。
而到了现在，她已经做好了余生都在地心生活的准备，在看外面的世界时，心境自然又会有所不同。
结束完三天的旅程，庞学林带着沈静的“眼睛”返回基地，告诉沈渊自己与沈静的赌局，并且让沈渊中断基地与落日六号的通讯联系。
沈渊虽然好奇庞学林如何在一年内找到拯救落日六号的办法，但是庞学林既然不说，沈渊一时半会儿也不好多问。
随后，庞学林告别沈渊，回到了京城，以地球大炮工程副总工程师的身份，前往中科院高能物理研究所，开始了针对中微子的研究。
这个世界，虽然整体科技水平要比现实世界高出一截，但在基础物理学和基础数学领域，两者差距并不大。
和现实世界类似，在这个世界，希格斯玻色子被发现之后，粒子物理进入了一个新的阶段。
希格斯玻色子是粒子物理标准模型的最后一个组成部分，它的发现意味着一个时代的结束，也预示着一个新时代的开启。
标准模型是系统地描述整个粒子物理、经过大量实验检验的理论体系。
找到希格斯粒子之后，标准模型趋近完善，具有优美的结构和惊人的预言能力。
但是在另一方面，却存在暗物质、暗能量、宇宙正反物质不对称性、中微子质量等一些标准模型无法容纳，或者难以解释的现象，说明必然存在着标准模型之外的新物理。
在标准模型中，中微子是没有质量的。
而中微子振荡的发现说明中微子有质量。
这是目前发现的唯一有坚实实验证据超出标准模型的现象。
中微子共有三种，分别是电子中微子、m中微子、t中微子。
在标准模型中它们的质量为零。
1956年李政道和杨振宁预言弱作用宇称不守恒，即空间的左右不对称，很快被吴健雄用实验证实。
实验也发现在弱作用中宇称不仅不守恒，而且是最大破坏的。
造成这一现象的原因实质是只存在左手螺旋度的中微子（即它的自旋总是与运动方向相反），不存在右手中微子。
这只有中微子质量为零才能成立，因为质量不为零的话，那么中微子的速度必然小于光速，可以选择一个比它还快的参考系，让它的螺旋度发
生翻转。
根据这一现象，李政道和杨振宁提出了中微子的二分量理论，该理论又催生了弱作用的 v-a理论，被标准模型所继承，与各种实验数据符合得非常好。
因此，在标准模型中，中微子是没有质量的。
然而，1998年日本超级神冈实验（super-k）发现大气中微子存在振荡现象，即中微子在飞行中可以变成其他种类的中微子。
与更早的太阳中微子失踪之谜，稍晚的sno（太阳中微子）、kamland（反应堆中微子）、k2k（加速器中微子）等实验的结果一起，形成了中微子振荡的坚实证据。
中微子振荡说明中微子有质量，只不过它非常非常小，以至于即使以这个世界的人类科技水平，依旧没办法将中微子质量精准测量出来。
将中微子质量纳入标准模型中看上去不是大问题，像电子一样给它加一个质量项似乎就可以了。
不过马上就会碰到两个问题。
一个问题是怎么加。中微子自旋为1/2，是费米子。
其他的费米子都是带电荷的，而中微子不带电。
这样，中微子可以像其他费米子一样，是狄拉克粒子，有一个狄拉克质量项，也可以是一种特殊的马约拉纳粒子，即它的反粒子就是它自身，只是螺旋度相反。
另一个问题是中微子质量太小，如果简单加一个狄拉克质量项，那么它的质量与最重的顶夸克相差一万亿倍。
同一个希格斯粒子，既要产生顶夸克那么大的质量，又要产生中微子那么小的质量，如此悬殊的差距让人很难相信。
有一类很受物理学家喜欢的理论，叫“跷跷板机制”，它假定中微子是马约拉纳粒子，同时存在尚未被发现的、质量远大于电弱能标的重中微子，这样中微子的微小质量可以得到很自然的解释。
不过重中微子是无法填进标准模型的三代结构中的。
不管是对于这个世界的物理学界，还是对于地球上的物理学界，中微子都有大量谜团尚未解开。
首先它的质量尚未直接测到，大小未知；其次，中微子与它的反粒子是否为同一种粒子也不得而知；第三，中微子振荡还有两个参数未测到，而这两个参数很可能与宇宙中反物质缺失之谜有关；第四，它有没有磁矩；等等。
因此，中微子成了粒子物理、天体物理、宇宙学、地球物理的交叉与热点学科。
目前，在这个世界，中微子主要有两大应用。
其一就是中微子通讯。
由于地球是球面，加上表面建筑物、地形的遮挡，电磁波长距离传送要通过通讯卫星和地面站。
而中微子可以直透地球，它在穿过地球时损耗很小，用高能加速器产生10亿电子伏特的中微子穿过地球时只衰减千分之一，因此从南美洲可以使用中微子束穿过地球直接传至中国。
将中微子束加以调制，就可以使其包含有用信息，在地球上任意两点进行通讯联系，无需昂贵而复杂的卫星或微波站。
应用之二是中微子地球断层扫描，即地层ct。
中微子与物质相互作用截面随中微子能量的提高而增加，用高能加速器产生能量为一万亿电子伏以上的中微子束定向照射地层，与地层物质作用可以产生局部小“地震”，类似于地震法勘探，可对深层地层也进行勘探，将地层一层一层地扫描。
但这种地球断层扫描的精准度相当有限，误差达到了数十公里，在这种条件下，想要通过地层ct在地核内锁定落日六号的位置，无异于大海捞针。
第五百一十二章 发现
接下来的一个月时间，庞学林把自己关在中国科学院高能物理研究所的专家楼里，研究起这个世界基础物理学以及从《鲸歌》世界带出来的中微子理论方面的论文。
这一看，收获不小。
在《地球大炮》世界，中微子科技应用最多的领域是中微子通讯。
在《鲸歌》世界，中微子科技应用最广泛的反而是探测领域，科学家们用中微子探测仪探测处于各种夹层中的毒品。
从原理上说，两者都是用高能质子加速器来加速质子，以获得几千亿电子伏特的高能的电子束。然后用它来轰击靶子，从而产生不稳定的粒子。
这些粒子通过不断的变化，最后形成中微子和其他粒子，然后让它们通过厚钢板，把带电的粒子筛掉，就得到了不带电的中微子束。
中微子通讯就是让这些中微子穿越水，那时候水会发出蓝色的光，用光电倍增器接受，就能获得信息。
中微子探测就是通过中微子穿过不同介质所辐射出的不同光电信号，来确定不同介质的组成成分。
两者在根本原理上没有大的差别。
但是庞学林却发现，《鲸歌》世界的粒子物理的研究，比起《地球大炮》世界，多了一种中微子，那就是重中微子。
众所周知，中微子与电子、μ子以及t子同属轻子，宇宙中微子的产生有几种方式。一种是原生的，在宇宙大爆炸产生，现在为温度很低的宇宙背景中微子。
第二种是超新星爆发巨型天体活动中，在引力坍缩过程中，由质子和电子合并成中子过程中产生出来的，sn1987a中微子就是这一类。
第三种是在太阳这一类恒星上，通过轻核反应产生的十几mev以下的中微子。
第四种是高能宇宙线粒子射到大气层，与其中的原子核发生核反应，产生π、k介子，这些介子再衰变产生中微子，这种中微子叫“大气中微子”。
五是宇宙线中高能质子与宇宙微波背景辐射的光子碰撞产生π介子，这个过程叫“光致π介子”，π介子衰变产生高能中微子，这种中微子能量极高。
第六种是宇宙线高能质子打在星体云或星际介质的原子核上产生核反应生成的介子衰变为中微子，特别在一些中子星、脉冲星等星体上可以产生这种中微子。
第七种是地球上的物质自发或诱发裂变产物β衰变产生的中微子，这类中微子是很少的。
虽然产生方式不同，但通过对z玻色子的观测，科学家们发现中微子有三种“味”：电中微子（νe）、μ中微子（νμ）以及t中微子（νt）。
每种味的中微子都相应存在一种同样电中性且自旋量子数为?的反中微子。
在标准模型中，中微子的产生过程遵循轻子数守恒定律。
由于中微子是电中性的，同时还是一种轻子，因此不参与强相互作用以及电磁相互作用，而只参与引力相互作用以及弱相互作用。
而弱相互作用作用距离非常短，引力相互作用在亚原子尺度下又是十分微弱的，因而中微子在穿过一般物质时不会受到太多阻碍，且难以检测。
目前中微子可以通过放射性衰变以及核反应等多种方式产生。
太阳内部时时刻刻都在发生着核反应，而超新星产生等过程也会伴随着剧烈的核反应，因而在宇宙射线中可以检测到中微子的存在。
地球附近所检测到的中微子大多来源于太阳。
事实上，地球面向太阳的区域每秒钟在每平方厘米上都会穿过大约650亿个来自太阳的中微子。
人们现在认识到中微子在飞行过程中会在不同味间振荡，比如β衰变中产生的电中微子可能在检测时会变为μ中微子或t中微子。
这一现象表明中微子具有质量，且不同味的中微子的质量也是不同的。
依据现在宇宙学探测的数据，三种味的中微子质量之和小于电子质量的百万分之一。
进一步研究发现，具有确定质量的中微子（即质量本征态） m1、m2、m3，它们与味道本征态——电中微子、μ中微子、t中微子并不一一对应。
例如，具有确定质量的m1可以看成是由三种味道的中微子按某种比例组合而成，而具有确定味道的电子中微子也是由三种不同质量的中微子组合而成。
正是这种混合导致了中微子振荡。
三代中微子的振荡可由6个参数描述，包括二个质量平方差，三个混合角和一个cp破坏相角。
太阳中微子实验测得了m2^2-m1^2=7.5x10-5ev^2和混合角sin^2β12=0.86，大气中微子实验测得了|m3^2-m2^2|=2.4x 10^-3ev^2和sin^2β23 ≈ 1。
现实世界中，由中科院院士王一芳主导的大亚湾反应堆中微子实验测得了最后一个混合角sin^2β13=0.09。
在《鲸歌》世界中，人类已经测出了中微子cp破坏相角的参数。同时也确定了m1，m2，m3谁更重的质量顺序（或质量等级）问题。
并且在此基础上，彻底搞清楚了电中微子、μ中微子以及t中微子的性质。
但这里面就出现了一个问题，《鲸歌》世界的科学家们发现，按照测量出的结果，理论上应该还存在第四种中微子，他们将这种中微子命名为重中微子，又被称作是惰性中微子。
现有条件下，对于中微子种类数最好的测定结果来源于对z玻色子衰变的观测。
这种粒子衰变会产生各种类型的轻中微子及它们对应的反中微子。而产生的轻中微子种类越多，z玻色子寿命对应也就越短。
但是惰性中微子存在与否却并不能通过观测z玻色子衰变确定。
由微波各向异性探测器得到的对于宇宙微波背景辐射的观测数据同时兼容于三种或四种中微子的情况。
……
重中微子！
庞学林在稿纸上写下这四个大字，然后将其圈出。
不管是在《鲸歌》世界，还是在《地球大炮》世界人类都没能在实验中观测到重中微子的存在。
庞学林隐隐感觉到，想要完成新一代地层中微子ct探测仪器的研发，这个重中微子恐怕是关键所在。
可问题是，该怎么找到论文中所描述的重中微子呢？
第五百一十三章 第四种中微子
“庞教授，你的意思是，理论上可能存在第四种中微子，这种中微子没办法通过z玻色子衰变观测到？”
中科院高能物理所的实验室内，高能物理研究所所长乔安华看着庞学林，皱眉道。
过去半年间，庞学林也没闲着。
提出地球大炮工程的同时，也贡献了不少数学、物理领域的顶级论文。
有些是他以前的科研成果，有些干脆源自于系统奖励。
因此，目前在科学界，庞学林的名号算的上响当当。
这也是他提出有可能存在第四种重中微子，乔安华没有直接反驳的原因。
庞学林点头微笑道：“按照我给出的模型计算结果，确实应该存在这样一种重中微子。”
“可是……为什么我们到现在都没有发现这种中微子的存在？”
乔安华问到了问题的关键。
人类第一次探测到中微子，是1956年美国物理学家莱尼斯和科恩小组，利用萨瓦纳河工厂的反应堆，进行的一次实验。
实验反应堆产生强大的中子流并伴有大量的β衰变，放射出电子和反中微子，反中微子轰击水中的质子，产生中子和正电子，当中子和正电子进入到探测器中的靶液时，中子被吸收，正电子与负电子湮灭，产生高能γ射线，从而来判定反应的产生。
虽然反中微子通量高达每秒每平方厘米5x10的13次方个，但当时的探测记数每小时还不到3个。
1983年，物理学家在日本岐阜县利用“切伦科夫辐射”原理建立了超级神冈探测器。
超级神冈探测器的主体部分是一个建设在地下1000米深处的巨大水罐，盛有约5万吨高纯度水，罐的内壁则附着1.1万个光电倍增管，用来探测中微子穿过水中时发射出的切伦科夫光，从而捕捉到中微子的踪迹。
所谓切伦科夫辐射是指当带电粒子在介质中穿行时，其速度超过光在介质中的速度u时就会发生切伦科夫辐射，发出切伦科夫光。
具体来说，当中微子束穿过水中时，与水原子核发生核反应，生成高能量的负μ子。由于负μ子在水中以0.99倍光速前进，超过了水中的光速（0.75倍光速），所以它在水中穿越六七米长的路径便会发生“切伦科夫效应”，辐射出所谓的“切伦科夫光”。
这种光不但囊括了0.微米范围内的所有连续分布的可见光，而且具有确定的方向性。
因此，只要用高灵敏度的光电倍增列阵将“切伦科夫光”全部收集起来，也就探测到了中微子束。
从某种意义上说，这也是中微子通信技术的基本原理。
而现在，已经是2075年，不同种类的中微子探测技术早已成熟，但除了此前提到过的三种中微子外，人类并没有发现第四种中微子的存在。
理论部分和实验，要么是理论有问题，要么是实验存在问题！
站在乔安华的角度看，怎么都是庞学林的理论有问题。
庞学林微微一笑，说道：“乔教授，我们现在是怎么确定中微子的不同分类的？”
乔安华想了想，说道：“从实验角度来说，中微子按照总是（量子力学的几率效应）伴随它们一起参与弱反应的轻子来分类。”
“比如发现中微子的es实验，科学家们先假设核反应堆里进行着的β衰变反应会产生中微子。这些中微子从反应堆里飞出来后，在反应堆外放置适当的探测装置进行探测。装置中盛放的液体（氯化镉）含有大量质子，理论预期中微子与质子有逆β衰变反应。其中正电子可以与探测液体中的电子发生湮灭产生光，然后通过光电效应传感器读出这一光信号（以及光信号到达的时间、能量等等）。而中子可以被液体中的重金属（镉）吸收然后放出光，这个过程稍慢点。es实验看到了前后两个光信号，且光信号符合预期，那么就说存在逆β衰变反应，进而证明了存在中微子。”
“对这一实验进一步分析，正负电子湮灭产生的光信号说明了核反应堆产生的中微子伴随着正电子出现，所以这个实际上为反电子中微子。早期的太阳中微子发现者ray davis曾尝试过同样利用核反应堆的中微子，用这一反应来检测。但是从核反应堆他得不到预期的结果。后来这一同样反应被用在探测太阳中微子上，是可以看到结果的。这个说明伴随着e-和e+反应的中微子是不同的。核反应堆产生的是反电子中微子，而太阳核反应产生的是电子中微子。这个的根本原因来自于核反应左右两边除了要求电荷守恒外，还要求轻子数守恒。正电子、反电子中微子的轻子数记为-e，电子、电子中微子的轻子数是+e。”
“其后，lederman等人研究加速器里产生的中微子。加速器中产生的中微子主要来自π介子衰变。他们期待两个逆β衰变反应。然而，他们没有观测到反应1，只有反应2。这个说明加速器产生的中微子，在逆β衰变反应过程中总是伴随着正缪子而非正电子。缪子和电子的性质相仿，但质量更大。它们归类为轻子。这说明轻子数守恒还要细分成电子轻子数守恒和缪子轻子数守恒。因此他们观测到的须是反缪子中微子。”
“第三种中微子在更高能量的加速器tevatron上被发现(donut实验)。跟之前类似，它们在反应时伴随着陶子。陶子也是轻子的一种，但是质量更大，甚至大于质子，因此需要更大的能量来制造（由爱因斯坦质能方程），这也是陶子和陶子中微子发现得较晚的原因。类似地，对陶子也要引入了一个陶子轻子数。其中，中性流通道对所有种类中微子都能探测，带电流通道只能探测电子中微子，而与电子的弹性散射反应中，电子中微子的反应几率更高。这样通过分析中性流通道的探测结果，可以得到所有种类中微子的总量，而分析带电流探测结果可以得到电子中微子的量，从而算出电子中微子的转化概率。”
乔安华不疾不徐，将如何分别三种不同种类的中微子跟庞学林讲述了一遍。
庞学林微微一笑，说道：“乔教授，你应该知道，不同味的中微子，可以通过中微子振荡进行相互转化，那你有没有考虑过转化的过程中，会不会产生新的中微子呢？”
乔安华微微一愣，不解地看着庞学林道：“庞教授，你的意思是？”
庞学林道：“我的想法是，是否存在一种惰性中微子，比如电中微子转化成陶中微子，首先通过中微子振荡，转化为这种惰性中微子，然后再由这种惰性中微子转变为陶中微子，陶中微子转化为缪中微子时，同样通过这种惰性中微子进行转化，只是这个过程的时间太短，以至于我们现在都没有足够的办法进行检测！”
第五百一十四章 有兴趣合作吗？
办公室内陷入了沉寂之中，乔安华皱眉沉思。
庞学林微笑看着乔安华，耐心地等待着对方的回应。
过了好一会儿，乔安华才重新抬起头，有些不可思议地看着庞学林道：“庞教授，你是怎么想到这一点的？”
庞学林道：“惰性中微子，这不算新概念吧？！”
事实上，早在20世纪末，就有科学家提出类似的猜想，但大多数科学家当时都将惰性中微子作为独立于电中微子、缪中微子、陶中微子之外的第四种中微子存在，而庞学林却将其作为三种中微子相互转化时的媒介中微子提出来，却是第一次。
这正是庞学林从《鲸歌》世界里中微子论文中看到的一种理论，在《鲸歌》世界，已经有实验间接证明惰性中微子的存在，只是还没有直接观测到。
在现实世界和《地球大炮》世界，关于惰性中微子的研究更是一片空白。
乔安华深深地吸了口气道：“惰性中微子确实不算新概念，我记得几十年前物理学界，惰性中微子还是温暗物质的候选者，物理学家们认为其不参加除引力以外的任何相互作用，当时icecube中微子观测站试图寻找这种中微子，但一直未能在预期值域内找到惰性中微子……这么多年过去了，惰性中微子相关理论始终是个谜，这些年，随着中微子观测精度的提升，中微子通讯也得到大规模应用，物理学家们始终没能观测到第四种中微子的存在。现在在物理学界，基本上没有人再去研究这玩意儿了！”
庞学林点了点头，说道：“确实如此，惰性中微子的存在与否在物理学界一直有争议，但实验室中没有观测到，并非意味着惰性中微子不存在。”
乔安华皱眉道：“庞教授，你有什么证据吗？”
庞学林微微一笑，说道：“第一个证据，就是我刚刚给你看的这篇论文！”
庞学林指了指桌上的稿纸。
这是他在《鲸歌》世界相关论文的基础上，通过数学手段推算出的惰性中微子的理论模型。
也正是因为这个在数学逻辑上无懈可击的理论模型，乔安华才会听庞学林扯上这么长时间。
要是换个人，他早就拂袖离去了。
庞学林顿了顿，继续道：“至于第二个证据，乔教授，你应该听说过大亚湾核反应堆中微子实验团队吧？”
乔安华不由得一愣，出声道：“当然，大亚湾中微子实验算是我国在本世纪初期最成功的的一次基础物理成果之一，这次实验成功找到了第三种中微子振荡模式，在物理学史上留下了不可磨灭的功勋，如今的中科院中微子研究中心正是在这个团队基础上建立起来的，甚至连地址都在大亚湾核电站原址！”
庞学林顿时笑了起来，说道：“乔教授，那你知道大亚湾核反应堆中微子实验团队除了找到第三种中微子振荡模式外，还有一个成果吗？”
“还有一个成果？什么成果？”
“那是大亚湾中微子实验团队在2016年2月发表的一篇论文，论文中表示收集到的反电中微子，其数量比理论预测低6%。当时虽然在物理学界引发了一定的讨论，但并没有引起太大轰动。后来的中微子研究也没有提到过这篇论文，但这篇论文已经揭露了一个事实——那就是，有些反电中微子可能已变换成无法探测到的惰性中微子。”
庞学林一边说，一边站起身，来到了窗台边，看着远方霓虹下的高楼群，继续道：“138亿年前，宇宙大爆炸后是一片光的海洋，正反物质不断相互湮没转换成高能光子。随着宇宙不断膨胀逐渐冷却，反物质消亡殆尽，留下了一个物质的世界。宇宙起源的标准理论认为，物质与反物质在大爆炸之初是成对或等量产生的。那么原初反物质究竟是怎样消失的呢？乔教授，你有兴趣跟我合作，一起揭开这个秘密吗？”
乔安华瞪大了眼睛，呼吸渐渐变得急促起来。
他知道庞学林想要说什么了。
因为庞学林所说的这个问题的答案，很可能存在中微子振荡里！
正常情况下，要全面描绘中微子振荡，需要六个参数。
θ12、θ23、θ13、(Δm21)^2、(Δm32)^2、δcp。
其中θ是混合角，表示振荡的振幅，θ12就是第一代中微子与第二代中微子振幅，依此类推；(Δm21)^2是第二代中微子与第一代中微子质量平方差，表示振荡的频率；δcp是cp破坏相角，表示正反中微子振荡的概率不同。
目前已经测得5个参数θ12、θ23、θ13、(Δm21)^2；(Δm32)^2，还剩最后一个cp破坏相角δcp，始终困扰着物理学界。
这个cp，就是电荷宇称守恒。
c是电荷守恒，p是宇称守恒，科学家已经证明cp破坏了，δ就是那个破坏相角，如果测出它的值很大，就能指证是中微子破坏的。
这些年，科学家们想方设法试图测量δ的大小，但始终不得其门。
虽然大亚湾实验测得的θ13给出了最大cp破坏迹象，甚至有科学家认为δcp有可能为270°，只要这样，就能证明是中微子导致了正反物质不对称，物质打败了反物质。
但这么多年过去了，这始终只是一个猜想，物理学家们设计了许多种方案，都未能测得δcp的大小。
再加上大亚湾实验中丢失的那百分之六中微子。
笼罩在中微子头上的迷云，已经困扰了好几代物理学家。
但是，假如根据庞学林的理论，不同味之间的中微子，都需要通过一种惰性中微子进行相互转化的时候，那所有问题都将迎刃而解！
甚至还能帮助人类找到梦寐以求的暗物质！
这样一项成果，将会使得人类的基础物理学往前走一大步，任何参与这项研究的科学家，都将青史留名。
这也是庞学林说出这番话后，乔安华会变得如此激动的原因。
第五百一十五章 太阳中微子失踪之谜
不过很快，乔安华脸上激动的表情便收敛了起来。
“庞教授，不可否认，你这个理论很美妙，但问题是，我们必须得找到你所说的这种惰性中微子，才能证实你的理论正确，按照你这篇论文中计算的结果，这种中微子存在的时间很短，又很难与其他物质发生反应，单单如何设计实验找到它，就是一个天大的难题！”
庞学林淡淡笑道：“乔教授，你还记得太阳中微子失踪之谜不？”
“太阳中微子失踪之谜？”
乔安华微微一愣，眉头微微皱了起来。
他当然知道这个在科学史上著名的难题。
二十世纪上半叶，物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢到氦的核聚变反应。
根据这一理论，在太阳内部每4个氢核（即质子）转化成1个氦核、2个正电子和2个神秘的中微子。
太阳正是由这种核聚变反应释放出来的能量发光发热，哺育着地球上的万物。
随着热核反应的进行，中微子被源源不断地释放出来。
由于4个质子的质量大于1个氦核加上2个正电子和2个中微子的质量，反应要释放出大量的能量。
这些能量的一小部分最终以阳光的形式到达地球。
这种核反应是太阳内部最频繁出现的反应。
中微子可以轻易地从太阳内部逃离出去，其能量并不以光和热的形式出现。
有的时候热核反应产生的中微子能量比较低，带走的能量比较少，则太阳就获得了更多的能量。
如果中微子的能量比较高，太阳得到的能量就会相对少一点。
中微子不带电荷，且没有内部结构。
在基本粒子物理学的标准模型中，中微子是没有质量的。
每秒到达地球表面每平方厘米的太阳中微子大约为1000亿个，但我们却感受不到它们，因为中微子与物质发生相互作用的概率很小。每1000亿个太阳中微子穿过地球时只会有1个与组成地球的物质发生相互作用。由于中微子与其它粒子相互作用的概率微乎其微，它可以轻易地从太阳内部逃逸出来并直接带给我们关于太阳内部核反应的重要信息。
自然界中存在3种不同类型的中微子，太阳内部核反应产生的中微子是电子型中微子，这种中微子的产生是与电子相关联的。另外两种中微子是μ子中微子和t子中微子，它们可以在加速器或者爆炸的星体中产生，分别与带电的μ子和t子相关联。
1964年，雷蒙德·戴维斯和约翰·白考提出了一个实验方案来检验提供太阳能量的核反应到底是不是聚变反应。
约翰·白考和他的同事利用一种精细的计算机模型计算了不同能量的太阳中微子数量。
由于太阳中微子会与氯元素发生反应释放出放射性氩原子，所以他们还计算了在一个盛满四氯乙烯的巨桶中观测到的个数。
尽管这个想法在当时看来有些不切实际，戴维斯还是相信用一个游泳池大小的盛满纯四氯乙烯的容器作探测器能够测出来理论所预言的每个月产生的氩的数量。
戴维斯最早的实验结果发表于1968年。
他所探测到的事例数只有理论预言值的三分之一。这种理论预言的事例数与实验不一致的问题后来被称为“太阳中微子难题”，更流行的说法“中微子失踪之谜”。
为了解释太阳中微子难题，人们曾提出来3种可能的方案。
第一种方案认为理论计算也许有问题，可能在两个地方出了错：或者太阳模型存在问题，导致理论所预言的太阳中微子数量不对，或者计算出来的产生率有问题。
第二种解释认为或许戴维斯的实验出了错。
第三种方案是最大胆的一种，也是讨论最多的一种，它认为太阳中微子本身在从太阳到地球穿过宇宙空间的过程中发生了变化。
在接下来的20年中，许多人又重新仔细计算了太阳中微子的产生数量。计算所用的数据精度在不断地提高，得出的结果也更加准确。
最终发现，从太阳模型得出的中微子数量和对戴维斯的实验装置所能探测到的中微子事例数的计算都没有明显的错误。
与此同时，戴维斯提高了实验精度，并进行了一系列不同的测试来确认他并没有忽略某些中微子。
在他的实验装置上面也没有发现什么错误。实验与理论不一致的问题仍然没有得到解决。
前面提到的第三种解释是由前苏联科学家布鲁诺·庞特克威和弗拉基米尔·格利鲍夫在1969年提出的。
这种想法认为中微子的性质并不像物理学家原先想象的那样简单，中微子可能具有静止质量并且不同类型的中微子可以相互转化，后者即所谓的中微子振荡。
这一想法最初被提出来时，并没有得到大多数物理学家的接受。但是随着时间的推移，越来越多的证据开始倾向于中微子振荡的存在。这是一种超出了标准模型框架的新物理。
1989年，在第一个太阳中微子实验结果发布20年以后，一个由小柴昌俊和户塚洋二领导的日美实验组（神冈合作组）报告了他们的实验结果。他们在巨大的探测器内装满纯水，用以探测水中的电子与来自太阳的高能中微子之间的散射率。
这个实验装置精度很高，但只能探测到高能量的太阳中微子。这种高能中微子来自太阳内部热核反应中一种相对稀少的过程，即元素的衰变。戴维斯最初的实验装置使用的是氯，但也能探测到这个能区的中微子。
神冈实验证实了观测到的中微子数目的确少于太阳模型的理论预言值，但其揭示出来的理论与实验不一致程度比戴维斯的实验要小一些。
在接下来的10年中，3个新的太阳中微子实验使中微子失踪问题变得更加复杂。
由德国人缇尔?克斯坦领导的gallex实验室和弗拉基米尔·格利鲍夫领导的sage实验室分别用装满镓的探测器来探测低能太阳中微子，发现低能中微子同样存在丢失的问题。
另外，由户塚洋二和铃木洋一郎领导的超级神冈实验使用了总共包含5万吨水的巨大探测装置对高能太阳中微子进行了更加精确的测量，令人信服地证实了戴维斯的实验和神冈实验观测到的中微子丢失现象。
这样，无论是高能太阳中微子还是低能太阳中微子都存在失踪现象，只是丢失的比例不同。
2001年6月18日中午12时15分，由加拿大人亚瑟·麦克唐纳领导的美国、英国和加拿大科学家组成的中微子实验组宣布了一个激动人心的消息：他们解决了太阳中微子难题。
这个国际合作小组使用了1000吨重水来探测中微子。
探测器放置在加拿大南部城市萨德伯里地下2000米深的一个矿井中。他们用一种不同于神冈实验和超级神冈实验的新方法探测高能区的太阳中微子。这个实验被称为sno实验。
在sno最初的实验中，他们使用的重水探测装置处在一种只对电子中微子敏感的状态。
科学家们在sno观测到的电子中微子数量大约是标准太阳模型预言值的三分之一，而先前的超级神冈实验不但对电子中微子敏感，还对其它类型的中微子也有一定的敏感性，所以观测到的中微子数目大约超过了理论预期值的一半。
如果标准模型是正确的，则sno的实验结果应该与超级神冈的一致，即来自太阳的中微子都应是电子中微子。两个实验的结果不一致，表明描述中微子性质的标准模型有问题，至少是不完备的。
综合sno和超级神冈的实验，sno合作组不但确定了电子中微子的数量，还确定了来自太阳的三种类型的中微子的总量，结果与太阳模型的预言相一致。
电子中微子占所有中微子总数的三分之一。
这样，问题的所在就清楚了：虽然在地面观测到的电子中微子数量只占太阳中微子总数的三分之一，但是后者并没有减少；丢失的电子中微子并没有“消失”，只是转变成了难以探测的μ子中微子和t子中微子。
这个具有划时代意义的结果发表于2001年6月，并且很快就得到其它一系列实验的支持。
sno合作组在他们的重水探测装置上测量了全部3种高能中微子的数量，这在当时是独一无二的。他们的实验结果表明：大多数中微子都是在太阳内部产生的，产生时都是电子中微子。
到达地球时，部分电子中微子转变成了μ子中微子和t子中微子。
sno实验的关键在于对3种中微子总数的测量。正是由于确定了3种中微子的总量，物理学家才能够不依赖于具体理论模型令人信服地解释太阳中微子失踪之谜。
……
“庞教授，你的意思是，通过太阳中微子实验可以找到这种惰性中微子的存在？”
乔安华看着庞学林，皱眉道。
第五百一十六章 潜心研究
庞学林摇头笑道：“乔教授，太阳中微子中确实存在这种惰性中微子，但是惰性中微子在转化过程中，存在的时间很短，我们很难通过现有手段观测到。但是你有没有想过，通过宇宙中微子背景辐射去寻找这种惰性中微子？我记得部署在太空中的宇宙中微子背景观测阵列，就是由高能所掌控的吧，我需要从你这里获取过去三十年中微子背景辐射观测阵列所观测到的所有数据！”
“宇宙中微子背景辐射……”
乔安华皱起眉，喃喃自语。
与宇宙微波辐射类似，宇宙中微子背景辐射是大爆炸的残留中微子组成。
随着测量精度的不断提高，在过去数十年进行的一系列实验中，天体物理学家发现宇宙背景辐射温度在不同的区域有微小的起伏。
这些测量提供了关于宇宙年龄和构成的最精确的图景，目前的观测数据显示，宇宙中微子背景每立方厘米大约有150个中微子，温度约为2开尔文，而且与微波背景一样是各向异性的。
这种每个方向略有不同的各向异性现象存在于所有案例中，无论是早期宇宙中的物质还是我们今天所见的庞大的星系、星系群。
“可是庞教授，宇宙中微子背景辐射就跟宇宙微波背景辐射一样，虽然存在一定的起伏波动，但这种起伏波动非常平稳，基本上可以将其视为一条直线，而且我们的中微子背景辐射观测阵列虽然可以测量中微子振荡，但只能观测到中微子在传播路程中发生周期性变化，由于我们的观测阵列中存在太阳中微子的干扰，导致观测到的宇宙中微子背景辐射中，存在某种周期性，差不多每28天一个循环，这几乎和太阳绕自己轴心自转的周期重合，在这种情况下，我们实际上观测到的中微子背景辐射是存在很大的偏差的，想要在这些数据中找到惰性中微子存在的证据，这……这可能么？！”
庞学林笑道：“乔教授，你有没有想过，中微子具有静质量，这种周期性是由于太阳不均等的磁场作用造成的。磁场强度的变化，使部分中微子流严重偏移，我需要的，恰恰就是这种发生严重偏移的中微子流产生的数据！”
乔安华瞪大了眼睛：“庞教授，你的意思是？”
乔安华仿佛隐约捕捉到了庞学林的想法。
庞学林淡淡笑道：“不管是电中微子，μ子中微子，还是t子中微子，它们的质量不超过1.1电子伏特，还不到单个电子的五十万分之一，但我刚才提到的这种惰性中微子，却是一种重中微子，按照我计算出的数据，惰性中微子的质量上限应该达到200电子伏特，比剩下几种中微子高出了两个数量级。而不管在宇宙中微子背景辐射还是太阳中微子辐射中，电中微子、μ子中微子、t子中微子之间的转化每时每刻都在发生，也就是说，大量的惰性中微子夹杂在这三种中微子中，因为我们观测手段的原因，我们没办法从这几种中微子中分辨出这种惰性中微子的存在。但是，只要我们能够精准测定出宇宙中微子背景辐射里太阳中微子流的偏移角度数据，就能确定太阳中微子射流的质量，将理论质量与实际观测到的质量做对比。只要存在这种惰性中微子，那么太阳中微子流的质量恐怕远远超出我们的预估！”
乔安华的眼睛瞪得越来越大，甚至还有些骇然。
虽然过去半年，庞学林的水平早就在学术界传开，甚至在数学领域庞学林还帮助科学界解决了几个重量级的猜想。
但乔安华从未想过，庞学林在基础物理学领域，竟然也有这种水平。
隐隐间，乔安华甚至有种酸溜溜的感觉。
他很清楚，如果宇宙中微子背景辐射所观测到的数据与庞学林预测的保持一致，那么基础物理学必将往前推进一大步，这个年轻人也将在物理学史上留下浓墨重彩的一笔。
诺贝尔物理学奖对他而言更是如同探囊取物。
“庞教授，稍等，我马上去数据中心取数据！”
庞学林点点头，看着乔安华的身影一路小跑着出了办公室。
半小时后，庞学林从乔安华手中拿到了过去三十年宇宙中微子背景辐射阵列所观测到的所有数据。
接下来的三个月，庞学林再次进入闭关状态。
三十年的数据，大小超过整整30tb，如果不是经过基因优化药剂的改造，单单分析这些数据，庞学林就需要几年时间。
但现在，对他而言，分析数据就是小儿科，最重要的，是如何从这些数据中获取自己想要的信息。
这种研究如同大海捞针，但庞学林却显得兴致勃勃。
以往穿越的那些世界，因为种种原因，庞学林虽然见识到了大量的黑科技，也学习了不少物理学、化学领域的前沿知识，但要说独立做研究，这还是第一次。
【宇宙大爆炸中产生的大量光子在热大爆炸结束后遗留下来，随着宇宙膨胀而红移冷却，形成了我们今天观测到的宇宙微波背景辐射。
类似地，在宇宙大爆炸期间产生的大量中微子也遗留下来，形成了宇宙中微子背景。】
【早期宇宙中温度、密度都很高，因此中微子与其他粒子如重子、正负电子、光子等都发生充分的相互作用而形成热平衡流体，中微子可与其他粒子相互转化，这时中微子的分布符合极端相对论性的费米分布。对于一种极端相对论粒子，其数量和质量密度为n=[3/4]f*ζ(3)/π^2*gt^3，p=[7/8]f*π^2/30*gt^4……】
【其中t为温度，g为自由度，ζ为黎曼zeta 函数。对于费米子则适用前面有下角标f 的因子，对玻色子该因子等于1。随着宇宙膨胀，弱相互作用反应速率迅速下降（~t5），难以维持中微子与其他粒子的热平衡。当弱相互作用反应速率Γ
【但是，在中微子退耦后不久，早期宇宙中大量存在的正电子与负电子大量湮灭为光子对，这导致光子气体温度的下降在
一段时间内较中微子慢一些。一种简单的近似处理是考虑此过程中系统的熵：在正负电子对湮灭前，光子、正电子和负电子各有两个自旋态，而费米子需乘以因子7/8，因此总有效自由度为g*si=2γ+(2e-+2e+)*7/8=11/2】
【正负电子对湮灭后相应的熵转移到光子中，自由度为2。总熵在此过程不变，则tf=(11/4)^1/3*ti，最终光子气体的温度与中微子气体温度之间关系为tv=(4/11)^1/3*tγ】
【今天宇宙微波背景辐射的温度为2.725k，因此若中微子为无质量粒子，则其今天的温度将是1.945k。实际上由于中微子有质量，其温度还要下降得更低一些。中微子振荡现象表明中微子质量不为零，但这个质量尚未测出。每种中微子（包括正、反粒子）今天的数量密度约为112 cm-3，据此可得今天的中微子相对密度为Ων=Σ mν/(93.8ev)。】
……
【中微子退耦的时期也正是大爆炸核合成开始的时期。在这一时期，宇宙中的重子主要以质子和中子的形式存在。此后，质子和中子通过核反应形成氘核，进而继续反应生成氚（3h），氦3（3he），氦4（4he）等。由于氘的结合能较低，而重子数量远小于光子，因此氘很容易被大量黑体辐射光子中能量较高的少量光子破坏，因此尽管氘是质子中子直接反应的产物，但最后形成的量并不多，其丰度主要取决于重子数密度，稳定的氦则形成较多，其丰度与重子数密度和膨胀率都有关系。】
【中微子在这一过程中并不直接发挥重要作用，而是主要影响宇宙的膨胀速度。每种相对论粒子都会贡献部分宇宙密度，总的密度正比于有效相对论自由度g*。在粒子物理标准模型中，有3 代中微子。如果考虑存在非标准模型的中微子g*=10.75+7/4 Δnν，这里10.75 是标准模型给出的大爆炸核合成时期的有效相对论自由度，而Δnν，表示超出标准模型的轻中微子的种类，这里“轻”指的是中微子质量远小于大爆炸核合成时期的温度（~0.1mev）因而可以被视为极端相对论粒子。给定我们今天观测到的哈勃膨胀率h0，宇宙密度越大，也就意味着核合成时期的宇宙膨胀率越高。】
【而宇宙膨胀速率越高，相应地可供反应的时间尺度也越短，这对原初氦丰度的影响是，近似地，Δy=0.013Δnν。因此，根据原初氦丰度，可以限制宇宙中存在的中微子的数量，人们据此推测只存在三种中微子，考虑到实际的中微子退耦过程不是瞬时的，常取标准值nν=3.046。不过，氦丰度测量精度有限，氦原初丰度还要从测到的河外电离区氦丰度外插。近年来，氦原初丰度的测量值比过去大，目前的测量值从0.246 到0.254 都有，其差异大于统计误差。另外nν与重子数密度存在简并，也限制了这种方法的精度。从氘和氦丰度，可以得出中微子数量的限制为1.8
【实际上，用此方法给出的限制不限于中微子，任何“暗辐射”成分都可以被限制。一个大爆炸时和中微子同时处在热平衡中的零质量玻色子可等效为4/7 ~= 0.57 个中微子。更早地在正反μ子湮灭之前（t~100mev）退耦的零质量玻色子可等效为0.39 个中微子。】
……
整整三个月的时间，庞学林一步都没有踏出自己的房间。
饿了，自然有人会将食物送进来。
困了，倒头就睡。
至于洗澡什么的，那是不存在的。
如果说之前，庞学林在研究除数学意外的其他学科时，都带有某种目的的话，那这一次，他的研究要纯粹许多。
他头一次从基础物理学的研究中，找到了和研究数学类似的乐趣。
这种通过上帝视角寻找物质本源的过程，让他感觉到了一种纯粹的快乐。
一直到三个月后，庞学林紧闭的房门才倏然打开。
出现在庞学林面前的，除了乔安华外，还有沈渊！
“庞教授，怎么样了？找到我们需要的东西了吗？”
乔安华眼睛一眨不眨地盯着庞学林。
庞学林微微一笑，说道：“不辱使命！”
乔安华和沈渊对视一眼，均从对方眼中看出了一丝兴奋的表情。
乔安华的兴奋在于，中微子领域的研究在停滞了数十年以后，终于又有了突破性的进展。
沈渊的兴奋在于，惰性中微子的出现，很有可能让人类在中微子探测领域取得突破。
而这种突破，将会为拯救被困地心深处的沈静提供了基础。
“阿林，你看你，三个月了，都不打理一下自己，整个人都发臭了，你先去洗个澡，顺便把头发剪一下，到时候咱们再汇合讨论！”
沈渊对庞学林道。
庞学林抬起自己的手臂闻了闻，说道：“老师，我好像没闻到什么臭味啊！”
沈渊哭笑不得道：“你自己能闻到才怪，赶紧去洗洗，洗完再说！”
“哦！”
庞学林笑了笑，直接返回自己的房间。
半小时后，顶着一头蓬松的头发的庞学林出现在了高能物理研究所的会议室内。
出席这次会议的，除了乔安华、沈渊外，还有来自高能物理所的另外两位院士季青青、刘旭以及中科院大亚湾中微子实验室的主任曹广云、清华大学理论物理学教授王崇庆。
在会议开始前，庞学林首先将自己过去三个月的成果分享给在座的众人，然后说道：“大家好，欢迎大家参加这次我们内部的学术报告会，过去三个月，我根据从高能所拿到的过去三十年间的中微子宇宙背景辐射观测阵列数据，对其进行了细致的分析，最终根据这些数据，我基本上可以判定，在我们的宇宙中，存在第四种惰性中微子。这种中微子，将会成为温暗物质的有力候选者，同时也对我们宇宙的演化产生了非常重要的影响。”
“接下来，我会向各位展示这种中微子存在的证据。众所周知，宇宙的早期是辐射为主时期，在今天的宇宙中密度几乎可以忽略的光子和中微子等极端相对论粒子在辐射为主时期是宇宙密度的主要贡献者。辐射-物质相等发生在红移约3200时，此后宇宙是物质为主了，但到复合时期（红移约1100），中微子仍对密度有显著贡献。”
“如果存在更多的中微子种类，它将影响复合时期的宇宙膨胀速率，并进而影响宇宙在复合时期的年龄、扩散的尺度、声波视界大小等，这些在宇宙微波背景辐射（cmb）温度和偏振各向异性角功率谱中显现出来，更多中微子数量总的效果是使cmb 角功率谱中的所谓衰减尾（damping tail）移到更大尺度上。综合哈勃常数测量及t 等实验的cmb 数据，在l 的值位于1000 ～ 3000 处一度测到了偏大的衰减，给出的有效自由度;3……”
“但是，目前最新的中微子阵列卫星数据给出的neff 很接近3：neff=3.13±0.32，普朗克卫星tt+lowp；neff=3.15±0.23，普朗克卫星tt+lowp+bao；neff=2.99±0.20，普朗克卫星tt，te，ee+lowp；neff=3.04±0.18，普朗克卫星tt，te，ee+lowp+bao。这里普朗克卫星tt，te，ee 指的是普朗克测得的温度和e 型偏振（tt，te，ee）自相关和互相关角功率谱，lowp 是指l<29 的偏振数据，bao 是指综合6df，sdss，boss，wigglez 等大尺度结构巡天数据测得的重子声波振荡给出的（03 仍可能出现……”
……
庞学林的语气不疾不徐，会议室内，所有人的目光都聚焦在这个年轻人的身上。
除了沈渊，剩下几人都是国内物理学领域泰斗级人物。
乔安华自然不用说，中科院院士，长期从事高能物理实验研究，地球同步轨道对撞机（geosynous orbit collider）国际合作项目中方负责人。
季青青，中科院院士，原子核物理及高能物理学家，主要从事原子核物理、粒子物理、高能实验物理等方面的研究，对标准模型中弱电对称破缺给出了满意的解释，虽然他的理论还没得到证明，但已经为他在国际物理学界赢得了广泛的赞誉，有很多物理学家基于他的理论试图对标准模型进行进一步完善。
刘旭，圈量子引力研究的重要开拓者，他在自旋结网圈（与自旋泡沫）非微扰量子引力的研究中曾引发了国际上广泛的关注。
曹广云，除了中科院大亚湾中微子实验室主任的身份外，他还领导团队成功确定了中微子振荡中，(Δm21)^2与(Δm32)^2之间的大小关系，使得中微子振荡的研究，只剩下了一个理论上的cp破坏相角δcp需要测量。
过去三个月，庞学林在分析中微子辐射观测卫星阵列的同时，乔安华也没闲着，他将庞学林的理论计算论文以及惰性中微子的猜想发给了圈内诸多重量级学者，询问他们的意见和想法。
庞学林的猜想在物理学界引起了广泛的争议，有人支持，有人反对。
当然，最终结果，还得看庞学林能不能从宇宙中微子背景辐射观测卫星阵列的数据中，得到对他有利的证据。
这也是今天这些大佬出席这场报告会的原因。
他们很清楚，一旦庞学林的理论得到证实，那么人类在中微子以及暗物质领域的研究将向前跨越一大步。
而中国物理学界，将会再次迎来一尊诺贝尔物理学奖的奖杯！
……
“现有的对中微子质量的最精密测量来自大尺度结构巡天。光子与等离子体紧密耦合在一起，形成重子-光子流体，而中微子、冷暗物质粒子等相互作用微弱的粒子则可以在其中自由穿行。不过，冷暗物质粒子的运动速度几乎完全可以忽略，因此主要起的是提供引力势的作用，而中微子在这一时期仍具有非常高的运动速度，主要展现出扩散性，这导致在kn≈0.026(mv/lev)^1/2Ωm^1.2hmpc^-1以下的小尺度上的功率谱压低，其程度为Δplin(k)/plin(k)~-8Ωv/Ωm。利用这一效应，如果能够精确测量功率谱的形状，并结合cmb观测，可以对中微子质量进行限制。通常，可观测效应主要依赖中微子的总质量Σmν，但当Σmν较小时，严格地说与单个中微子的质量也有关。”
“这里的一个问题是，宇宙中大部分密度涨落来自无法直接观测的暗物质。我们没有办法直接测量物质密度功率谱，而只能通过示踪物（例如星系或星系际介质）推测密度功率谱。现代的大尺度结构理论认为，星系及其所处的暗物质晕是在物质密度较高处形成的，其分布的相对密度在较大尺度上正比于物质的相对密度，即δg=bδ，这里δg(x)=ng(x)-ng/ng，δ(x)=p(x)-p/p……”
“ng是星系密度，p是物质密度，b称为偏袒因子，在较大的尺度上，对于性质相近的星系，b是一个常数。这样，星系数密度功率谱为pgg（k）=b2p（k）。这个假设在理论上是合理的，也得到了一些观测的证实——各种不同类型星系的功率谱虽然偏袒因子各不相同，但功率谱都有大致相同的形状。另一个问题是，在与中微子质量测量有关的小尺度上，密度涨落已经历了一定程度的非线性演化，因此在用观测进行精密限制时，需要比较观测数据与不同模型参数的数值模拟结果。”
……
时间一分一秒过去，不知不觉间，庞学林的报告也进入了尾声。
“综合各方面的参数，我们可以得出我们所观测到的太阳中微子射流质量，要比理论值高出两个数量级，同时也有诸多天文学观测数据，也非常符合惰性中微子的理论预期，由此，我们可以确定，惰性中微子确实存在，而且很有可能，就是我们一直在寻找的温暗物质！”
会议室内安静了下来，没人说话。
庞学林淡淡笑道：“大家有什么疑问吗？”
物理学跟数学还是有不一样的地方，数学上只要是正确的推理，逻辑上基本上无懈可击。
物理学的话，不管什么理论，即使非常符合理论，也需要诸多证据相互佐证，直到没有任何问题后，才会得到物理学界的广泛认可。
这就好比当初苏联物理学家布鲁诺·庞特克威和弗拉基米尔·格利鲍夫在1969年提出的中微子振荡理论，这种想法最初被提出来时，并没有得到大多数物理学家的接受。
但是随着时间的推移，越来越多的证据开始倾向于中微子振荡的存在。
这种超出了标准模型框架的新物理，才得到了物理学界的认可。
庞学林提出的惰性中微子理论也一样，即使他已经提出了足够多的证据，想要得到在座众人的完全认可，依旧很难。
这时，季青青率先出声道：“庞教授，不可否认，你的理论以及所提交的证据，都非常具有说服力，但是这里，我有几个问题。”
“季教授，请说！”
“据我所知，虽然目前宇宙中微子背景辐射观测阵列卫星功率谱的测量精度已相当高。从中微子振荡实验可以知道，中微子中的最大质量至少超过0.04ev，现在的中微子质量限制已接近这一大小。不过，这里的一个问题是，尽管偏袒因子一般可以作为常数，但在较高的精度上这一假设仍有可能失效，偏袒因子如有微小的尺度依赖性，即b不是常数而是b(k)，就可能导致中微子质量测量的较大误差。你是如何解决这个问题的？”
庞学林笑了笑，说道：“很简单，我们可以用几种不同的方法测量中微子质量，通过对比可以得出中微子卫星观测阵列数据中误差大小。例如，随着宇宙膨胀中微子的热速度弥散逐渐降低，同时不均匀的物质大尺度结构会引致中微子获得较大的本动速度——这是因为中微子本身质量小、速度弥散大，因此其传播中感受的引力场平均值与普通的冷暗物质不同，这导致中微子与暗物质间存在相对速度。而这种相对速度的存在，导致中微子密度相关函数或功率谱存在偶极矩。尽管中微子的密度本身无法直接观测，但中微子和暗物质密度会对不同类型的星系产生不同的影响，因此通过观测不同类型的星系互相关函数的偶极矩，可以测量上述中微子分布偶极矩。尽管这样测量的互相关函数也依赖偏袒因子，但偶极矩的大小对偏袒因子并不敏感，从而提供了一种极佳的中微子质量测量手段。此外，非线性的结构如暗物质晕也产生中微子尾迹，这种尾迹也存在偶极矩，未来可以通过弱引力透镜进行统计观测。”
季青青沉吟片刻，脸上露出笑容道：“你这想法不错！”
这时，曹广云也跟着出声道：“庞教授，目前较大的巡天包括斯隆数字巡天（sdss）及其后续的boss，eboss 等巡天，以及wigglez 巡天。sdss次释放数据（dr7）给出了其观测的亮红星系（lrg）红移分布数据。这些星系的恒星形成率较高而较蓝，虽然连续谱光度不很高，但因有显著的发射线谱线而便于进行红移测量。综合这些大尺度结构和cmb 数据得到的中微子质量限制95%c.l.限制。而且加入引力透镜效应后限制稍弱但变化不大。在你的这篇论文中，星系引力透镜数据也可以用于限制功率谱和中微子质量，但目前的星系引力透镜数据还不精确且其给出的结果与其他观测数据存在一定冲突，你是如何解决这个问题的？”
庞学林不慌不忙，淡淡笑道：“曹教授，你可以翻到论文第十三页，可以看到，sdss lrg 给出的限制比wigglez
稍强，尽管后者有更大的巡天有效体积。我认为，这是因为sdss lrg 巡天的区域较为规则，其窗口函数更锐利一些，不同波数k的测量结果关联较小，而wigglez 的窗口函数则比较宽。在综合了所有数据后，给出的最强限制是Σ mν<0.11ev（95%c.l.）。除了星系外，当人们观测高红移的类星体时，在其光谱中可以看到拉曼a吸收线丛，这是光子在传播途径中被不同红移处的电离星系际介质内含有的少量中性氢吸收形成的，通常称为拉曼a森林，这反映了星系际介质的分布，提供
了另一种测量有关尺度上物质密度涨落的手段。拉曼a谱线本身处在紫外波段，受地球大气吸收影响，低红移的类星体拉曼a吸收线在地面很难观测，但2.1
会议室再次安静了下来，过了好一会儿，都没人说话。
乔安华开口道：“大家都没什么疑问了吗？”
众人均摇了摇头。
乔安华笑道：“那好，庞教授，我有最后一个问题，不可否认，你这篇论文通过宇宙中微子背景辐射观测阵列来测量太阳中微子射流质量的方法，得出的数据确实非常符合你的理论模型。但这种办法毕竟还是一种间接证明法，我想问有没有更为直接的办法证明惰性中微子的存在！”
乔安华话音落下，会议室内顿时响起了一阵骚动。
曹广云笑道：“老乔，你这个问题就有些抬杠了，如果还能找到更加直接的测量方法，那庞教授的惰性中微子理论几乎就是板上钉钉了……”
乔安华笑了笑，没出声。
众人顿时将目光聚焦到庞学林身上。
庞学林笑着说道：“乔教授，其实这正是我接下来想要说的，过去三个月，我除了整理中微子阵列观测数据外，也在想还有没有更好的办法去证明惰性中微子的存在，而且还真给我找到了。”
“什么办法？”
庞学林这话一出口，会议室内再次骚动起来。
就连一直没有说话的沈渊，脸上也流露出了一丝惊容。
庞学林笑道：“不知道大家有没有听说过无中微子双β衰变？”
“无中微子双β衰变？”
会议室内的众人脸色一变。
庞学林笑着说道：“大家应该记得泡利1930年为了解释贝塔衰变连续能谱而纠结地发明了中微子么？原子核中一个中子变为质子的衰变叫β衰变，如果有两个中子同时变为两个质子的衰变叫双β衰变，这个好像并不难理解。可是泡利告诉我们每一个β衰变都应该有一个中微子伴随而来，因此双β衰变应当是双中微子伴随双β衰变才对？但是后来，物理学家们却发现，虽然大部分双β衰变都出现了一对中微子，但实验中也存在着无中微子双β衰变现象。一百多年过去了，这个现象到现在都还没找到合理的解释吧？”
庞学林这番话一出口，乔安华、曹广云、季青青、刘旭等人脸上就流露出了震惊的表情。
乔安华道：“庞教授，你的意思是，所谓的无中微子双β衰变并非没有产生中微子，而是产生了一对我们观测不到的惰性中微子，所以才出现了所谓的无中微子双β衰变现象？”
庞学林笑着点了点头，说道：“我们还是从琢磨不透的中微子说起吧。我们知道狄拉克方程是描述费米子的场方程，正电子是狄拉克电子海洋中的带负能量的空穴。1937年，意大利的天才青年物理学家马约拉纳因为不满意狄拉克方程中电子和正电子之间的非对称性，将正、反粒子的场组合成一个同时满足正、反粒子的对称性和狄拉克方程的场，对应的粒子就是所谓的马约拉纳费米子，它们是自己的反粒子。马约拉纳在文章中提出，中性的中微子可能就是这种新的马约拉纳费米子。”
“1938年，前途无量的马约拉纳神秘地失踪，从此没有人再见过他。中微子到底是狄拉克费米子还是马约拉纳费米子在此之后就成了公案。在普通的β衰变中，不论是狄拉克还是马约拉纳理论电子一定伴随着反中微子出现，在观测上没有区别。1939 年，哈佛大学的弗瑞提出可以通过寻找无中微子双β衰变来对中微子的本质做出判断，也就是说寻找双β衰变中仅仅有两个电子而没有中微子的末态反应。这种反应的原理就是：一个原子数a电荷数z的原子核一次发生（a，z）→（a，z+2）+e-+e-+v-e+v-e的反应，由于要求一次性发生这种反应，需要确保中间态原子核（a，z+1）是一个虚态，也就是要求其核质量上比母核（a，z）要大，第一次β衰变不会发生。而无中微子双β衰变要求第一个β衰变放出一个虚的中微子在第二个β衰变中被吸收，以至于形成没有中微子的双贝塔末态，这种反应只有中微子是马约拉纳粒子才可能发生。符合这样条件的天然原子核有三十多种。有趣的是，早期预言的无中微子双β衰变比普通双β衰变更容易发生，其半衰期在1015 年左右。”
“但现在，我想我们有了更为合理的解释，双β衰变中，所谓第一个β衰变，放出一个虚的中微子在第二个β衰变中被吸收，我们不如说第一个β衰变中产生了一个惰性中微子，在第二次β衰变中这种惰性中微子转化成另一种中微子，被第二次β衰变吸收了，所以才没有形成中微子的双β末态。至于实验证明的话，我想这个难度不大吧？！”
乔安华笑道：“这没什么难度，我手下一个博士生都能做！”
曹广云起身道：“老乔，那还等什么，我们现在就去实验室！”
第五百一十七章 强相互作用材料
“阿林，谢谢你！”
沈渊看着远方，轻轻地叹了口气。
庞学林笑道：“老师，不用想太多，只要我们能够精准定位地心的落日六号，我有信心十年内将落日六号从里面救出来！”
沈渊苦笑道：“哪有那么容易，就算精准定位了，我们也得研发出地核飞船才行！现有的新固态材料虽然可以用作地核飞船壳体，但这种材料太重了，采用这种材料制作壳体，我们的发动机只能勉强推动其在地幔航行，但是在地核内部，却寸步难行！现在我们能够在十年内研发出达到要求的地核飞船发动机就不错了！”
庞学林笑了笑，忽然道：“老师，如果发动机的研发难度太大，那为什么我们不尝试一下减轻飞船的质量呢？”
沈渊摇头道：“哪有那么容易，我们所掌握的材料技术，也就这种新固态材料才能适应地球内部的高温高压环境，其他的，像碳纳米管材料，虽然强度足够了，但不耐高温，也没什么作用。新固态材料唯一的弱点，就是实在太重了！即使采用了大功率的聚变发动机，也只能勉强推动它在地幔中前进！”
庞学林道：“老师，你听说过强相互作用力材料吗？”
“强相互作用力材料？你说的是中子材料和夸克材料？”
沈渊微微一怔。
庞学林笑着摇了摇头道：“不，这种物质和普通物质质量相当，但是它的分子结构被强相互作用力牢牢锁死，震动几乎为零，它的强度甚至还在新固态材料之上，但密度却比新固态材料要低上一到两个数量级！”
“阿林，你确定世界上存在这种材料？”
沈渊皱起了眉头。
庞学林所说的这种材料有点超出他所能理解的物理学原理之外了，更像是玄学领域。
如果换个人跟他这么说，沈渊恐怕早就拂袖而去了。
可这个人却是不久前才发现惰性中微子的庞学林，沈渊就不得不重视了。
庞学林微微一笑，之所以提到强相互作用力材料，庞学林可不是心血来潮。
一方面，当初在黑暗森林世界，人类对于强相互作用力材料的研究已经有了一定的思路，甚至在实验室里完成了强相互作用力材料的制备。
地球大炮世界人类正常发展到了2075年，各方面的技术足以支撑起这种材料的研发。
庞学林完全可以依样画葫芦，在地球大炮世界找到这种材料的制备方法。
另一方面，庞学林也在做测试。
他想看看，大刘的科幻宇宙中，宇宙的本质规律是不是一致的。
只要基本规律没变，那么从大刘世界中获得的各种黑科技，自然也可以拿过来试用。
强相互作用力材料源自于《黑暗森林》世界中，三体文明的探测器水滴。
《黑暗森林》世界，大刘对水滴的描写是这样的。
【探测器的大小与预想的差不多，长三点五米，丁仪看到它时，产生了与其他人一样的印象：一滴水银。探测器呈完美的水滴形状，头部浑圆，尾部很尖，表面是极其光滑的全反射镜面，银河系在它的表面映成一片流畅的光纹，使得这滴水银看上去简洁而唯美。它的液滴外形是那么栩栩如生，以至于观察者有时真以为它就是液态的，根本不可能有内部机械结构。
“它的质量是多少？”丁仪问。
“目前还没有精确值，只有通过高精度引力仪取得的一个粗值，大约在十吨以下吧。”
“那它至少不是用中子星物质制造的了。”
“只能猜了。”丁仪抬头说，“这东西的分子，像仪仗队一样整齐地排列着，同时相互固结，知道这种固结有多牢固吗？分子像被钉子钉死一般，自身振动都消失了。”
“这就是它处于绝对零度的原因！”西子说，她和另外两位军官都明白丁仪的话意味着什么：在普通密度的物质中，原子核的间距是很大的，把它们相互固定死，不比用一套连杆把太阳和八大行星固定成一套静止的街架容易多少。
“什么力才能做到这一点？”
“只有一种：强互作用力透过面罩可以看到，”丁仪的额头上已满是冷汗。】
在这段对话发生之后不久，水滴就开始了对人类联合太空舰队的毁灭行动，人类舰队的覆灭让人类陷人空前的恐慌。
一种不是中子星状态的物质，重量并不十分大，材料被放大1000万倍之后依然光滑，分子排列有序且没有任何振动。
按照《黑暗森林》世界科学家们的研究，这种材料在正常状态下是不存在的。
这得从物质的基本构成说起。
众所周知，物质是由原子构成的，原子可以分解为原子核与电子，原子核还能再分解成质子和中子，它们合称核子。
质子和中子又可以分为夸克。
这就是迄今为止人类所能分解粒子的极限。
即使地球同步轨道加速器，也没办法让让夸克继续分解下去。
夸克可以相互结合，形成复合粒子。
经过科学家们大量的研究，人们发现，宇宙中的夸克组合普遍都是三夸克组成质子，中子的模式，没有发展出四夸克、五夸克或者更多的夸克组合。
但是，我们可以从理论上推测出四夸克、五夸克粒子的性质。
这种粒子之间保持一定距离时，就可以产生强相互作用力。
强力、电磁力、弱力、引力是维持宇宙存在与运动秩序的四大基本作用力，这四种力决定了物质的硬度。
如果将电磁力给予物质的硬度指数定为1，那么弱力和引力给予物质的硬度指数几乎可以忽略不计，而强力给予物质的硬度指数确实100。
《黑暗森林》世界的科学家发现，在三夸克的质子、中子中，强力只在质子以及中子内部存在，但是对于四夸克或者五夸克粒子而言，强相互作用力的作用距离可以提升一到两个数量级，达到10^-13米范围内。
在这种情况下，就可以将四夸克或者五夸克核子组成的原子、分子牢牢锁死，形成强相互作用材料。
庞学林将强相互作用材料的大概原理和沈渊解释了一遍，沈渊听得目瞪口呆。
“可是，阿林，这种材料就算存在，我们上哪里去寻找四夸克、五夸克原子和分子去？难道天天用对撞机驱动强子对撞碰运气？这样获得的四夸克、五夸克原子恐怕也只是杯水车薪。”
庞学林微微一笑，说道：“老师，如果在一个月前，你让我去制备四夸克、五夸克物质，我恐怕还做不到，但现在么，并不难！”
“你的意思是？”
沈渊不解地看着庞学林。
第五百一十八章 标准模型
庞学林微微一笑，说道：“惰性中微子！”
沈渊愣了愣，若有所思道：“你的意思是，利用惰性中微子去制造四夸克、五夸克材料？”
庞学林摇头道：“老师，你应该知道中微子的cp破坏吧？”
沈渊点头。
庞学林道：“一直以来，cp破坏相角δcp一直是中微子振荡研究的关键参数之一，随着惰性中微子的发现，我们已经可以精确测量出中微子振荡中的cp破坏相角。但要知道，我们在k介子和b介子的实验中同样发现了cp破坏。在粒子物理学中，k介子是带有奇异数这一量子数的四种介子的任一种。在夸克模型中，我们知道它们含有一个奇夸克，及一个上或下夸克的反夸克，而作为两种夸克结合而成的k介子，恰恰可以与三夸克重子结合，形成五夸克粒子。由于五夸克中存在正反夸克相互抵消的效应，因此，这种粒子的存在并不违反标准模型的规则！”
沈渊睁大了眼睛，过了好一会儿才开口道：“你的意思是，利用k介子与重子结合，制造五夸克粒子，而中微子cp破坏相角的精确测量，将为我们测量k介子cp破坏相角提供依据。”
庞学林笑着说道：“不止于此，惰性中微子的出现，意味着我们对暗物质的研究进入了全新的阶段。惰性中微子充斥于我们周围的空间中，对宇宙星系、物质结构的形成起到了非常重要的作用。但正常情况下，这种作用存在，容易导致一些自由粒子发生衰变。但是假如我们有办法屏蔽中微子，那么我们将有很大的可能在实验室内制造出五夸克粒子，进而再此基础上合成出全新强相互作用材料！”
沈渊皱眉道：“阿林，按照你所说的，这个应该是超越标准模型的新物理理论了吧？”
庞学林笑着点了点头：“确切地说，这种新理论，是在标准模型理论地基上建设起来的新物理大厦。”
沈渊安静地看着庞学林，自己这位弟子，野心比自己想象得要大得多。
他很清楚，想要在标准模型基础上提出新的物理学框架，难度到底有多大。
说到标准模型，就得从四大基本作用力说起。
自然界有四大基本作用力，分别是：强相互作用力、弱相互作用力、电磁力和万有引力。
主要区别简单地说有两点，一个是作用的对象不同，一个是传递的方式不同。
引力作用于有质量的粒子，注意这个质量不是静质量，而是动质量，就是e=mc^2中的m，和能量等价。也就是说引力可以作用到一切有能量的物质，我们宇宙中一切物质都是有能量的，所以说引力作用到一切物质。
电磁力作用到一切有电荷的粒子，包括电子，夸克，以及它们组成的复合粒子，还有传递弱力的w粒子。
暗物质就是因为没有电荷，不参与电磁力，所以不发光。
强力作用到一切有色荷的粒子，包括夸克和胶子。夸克通过强力组成质子和中子，剩余的强力使质子和中子组成原子核。胶子虽然是强力的传递者，但自身也可以通过强力凝聚一起组成胶子球。
弱力作用到一切有弱同位旋的粒子，导致粒子衰变。
有趣的是弱力是唯一一个宇称不守恒的，只有左旋的电子（右旋的正电子），左旋的中微子（右旋的反中微子，如果中微子不是马约拉纳粒子），左旋的夸克之（右旋的反夸克）之间会产生弱力。
这是四种基本作用力作用对象不同的区别，还有一个区别就是传递方式不同。
引力通过引力子传递，尽管量子引力理论一直没有实验证实，但按照该理论，引力子和光子一样没有静质量，所以可以作用到无限远，按照平方反比定律衰减。
强相互作用力是作用于强子之间的力，是所知四种基本作用力最强的，其作用范围在10^-15m范围内。强相互作用克服了电磁力产生的强大排斥力，把质子和中子紧紧粘合为原子核。
弱力通过w和z玻色子传播，在质子尺度上作用强度是电磁力的万亿分之一。弱力符合su(2)对称性。w和z玻色子都是自旋为1的矢量场。
弱力与电磁力在更高的能量上是统一的，合称“电弱相互作用”。在较低能量上，因为higgs机制，w和z玻色子获得了静质量，弱力和电磁力分开。
粒子物理标准模型的提出，就是为了从本质上去诠释这四大基本作用力的。
在标准模型中，规范粒子有13种，分别是传递强相互作用的媒介——胶子8种，传递弱相互作用的媒介——中间玻色子，分为w+、w-、z0三种，传递电磁作用的媒介——光子一种，以及为了实现电弱相互作用在低于250gev的能量范围内分解为电磁相互作用和弱相互作用的特殊粒子——希格斯粒子。
夸克三种，按照不同的味，可以分为上夸克，下夸克；粲夸克，奇异夸克；底夸克，顶夸克，按照不同的色，可以分为红、绿、蓝三色，夸克有六味，每味三色，再加上各自对应的反粒子，总共36种不同状态的夸克。
再加上轻子，电子e，μ子，t子，以及各自的中微子和它们的反粒子，共十二种。
这就是标准粒子模型中所展现的61种基本粒子。
迄今为止，几乎所有对以上三种力的实验的结果都合乎这套理论的预测。在标准模型所预言的61种粒子种，w玻色子、z玻色子、胶子、顶夸克及魅夸克未被发现前，标准模型已经预测到它们的存在，而且对它们性质的估计非常精确。
然而，尽管标准模型具有强大的预测能力，但它未能回答五个关键问题。
第一个问题，为什么中微子有质量？
标准模型中的三个粒子是不同类型的中微子。标准模型预测，就像光子一样，中微子应该没有质量。
然而，科学家们已经发现，这三个中微子在运动时是振荡的，或者是相互转化的。这一壮举之所以成为可能，唯一的原因就是中微子具有静质量。
不过这个问题在惰性中微子发现以后，已经可以得到解答。
第二个问题便是，什么是暗物质？
天文学家们在观测星系自转时发现，星系的旋转速度比他们理论上的速度快得多，但按照可见物质的引力，这些星系旋转得如此之快，本应该把自己撕裂的。
那么唯一的解释，就是存在一些我们看不见的东西，给了这些星系额外的质量，从而产生了引力。
这便是暗物质，暗物质被认为占宇宙物质的27%，但它不包括在标准模型中。
庞学林所提出的最新的惰性中微子理论，将会成为暗物质的有力候选者！
第三个问题，那就是为什么宇宙中有这么多物质？
当一个物质粒子形成时——例如，在大型强子对撞机的粒子碰撞中，或者在另一个粒子衰变中——它的反物质对应物通常会伴随而来。当等量的物质和反物质粒子相遇时，它们会相互湮灭。
科学家们认为，当宇宙在大爆炸中形成时，物质和反物质应该是等量产生的。然而，某种机制阻止了物质和反物质以它们通常的方式完全毁灭，我们周围的宇宙被物质所主宰。
标准模型无法解释这种不平衡。许多不同的实验正在研究物质和反物质，以寻找改变天平的线索。
第四个问题，为什么宇宙膨胀在加速？
在科学家们能够测量宇宙的膨胀之前，他们猜测宇宙在大爆炸之后迅速开始膨胀，然后随着时间的推移，开始变慢。然而，令人震惊的是，实际观测表明，宇宙的膨胀不仅没有减速，反而还在加速。
天文学家最新测量表明，宇宙中的星系正在以每秒45英里的速度远离我们。相对于我们的位置，每增加一个百万分之一秒，也就是320万光年的距离，速度就会增加一倍。
这一速率被认为来自于一种无法解释的时空特性——暗能量，它正在把宇宙推开。它被认为占宇宙能量的68%。
暗能量同样游离于标准模型之外。
最后一个问题，是否存在与重力有关的粒子?
标准模型不是用来解释重力的。这第四种也是最弱的自然力似乎对标准模型解释的亚原子相互作用没有任何影响。
但理论物理学家认为，亚原子粒子引力子可能以光子携带电磁力的方式传输引力。
假如庞学林能够在标准模型的基础上提出新的物理学框架，非但有望解决这五大难题，其在物理学上的历史意义，也将丝毫不亚于牛顿、爱因斯坦这两位神级人物！
第五百一十九章 海上升明月
当然，想要在标准模型上架构出全新的物理学框架，即使在黑暗森林世界，人类的物理学家们也远远没有完成。
其难度甚至在庞学林在数学领域证明黎曼猜想，彻底统一代数与几何之上。
因此，想要在《地球大炮》世界完成这一任务，可能性很小。
除非正在建造中的地球同步轨道加速器能够撞碎夸克，从根本上展现出一个全新的粒子乃至于弦世界，然后庞学林再花费数十年的时间去钻研，才有可能建立起全新的体系。
对庞学林而言，这样做意义不大。
他在地球大炮世界，优先任务，还是凭借现有技术手段，尽快开发出强相互作用材料。
然后在想办法将沈静从地核内部救出来。
接下来的时间，庞学林开始将主要精力放在强相互作用材料的研发上。
在黑暗森林世界，人类已经完成了强相互作用材料技术路线的研究，因此，庞学林只需要在此基础上修修补补，使得地球大炮世界的科学家们在他的指导下也能够完成同样的任务。
时间一天天过去。
不知不觉，一年的时间一晃而过，到了和沈静约定的再次通讯的日子。
这天上午，庞学林在食堂吃完早餐，径直前往中微子通讯中心。
目前，庞学林的工作地点已经搬到了靠近漠河的地球大炮工程科学中心。
这里汇集了数以十万计的来自全球各地的科学家与工程师们，主要工作就是为地球大炮工程将会遭遇到的各种科学难题提供服务。
距离这个位置五十公里外的，就是地球大炮工程漠河端的入口。
目前，地球大炮工程总共两个施工段，一个从漠河开始，另一个从南极开始，总工期预计在二十五年左右。
其中新固态材料自然是重中之重。
这种新固态材料密度介于固体和电子简并态材料之间（白矮星，每立方厘米几十吨，地球上密度最大物质为金属锇，其值为22.8克/立方厘米），密度比起普通重金属要高出三个数量级，相当于每立方厘米数十千克。
落日六号地航飞船大小也就和现实世界中的一架波音737客机差不多，但因为壳体采用了新固态材料，直接导致这艘地航飞船的总质量超过五十万吨。
整个地球大炮工程初期地壳施工阶段，人类每天的掘进进度在一百米左右，一旦进入地幔，凭借新固态材料强大的密度，人类可以轻松利用其自重下沉，然后将管内的岩浆抽取出来，到那时，每天的工程进度将会达到千米级别。
也就地球大炮世界人类已经完成了核聚变的研发，才可以支撑起如此气势磅礴的超级工程。
按照估算，在工程完工之后，地球大炮工程的出入口，将会出现好几座金属和岩浆高山。
……
庞学林进入中微子通讯中心时，沈渊正在和沈静聊天。
屏幕上的沈静，依旧穿着厚厚的隔热服，看起来和一年前没有太大区别。
“庞师兄，你来了！”
看到庞学林，沈静漂亮的眼睛笑成了一双月牙，眼中还带着一丝惊异之色。
显然，沈渊已经告诉了对方过去一年时间，庞学林所取得的成就。
“沈师妹，好久不见！”
庞学林笑道。
沈渊道：“阿林，接下来我把静静交给你了，你们有24小时的时间，你带静静去外面的世界看看吧！”
“好！老师，那我们就先走了。”
庞学林从沈渊手里接过沈静的“眼睛”，戴上去之后直接出了门。
“师妹，这回你想去哪里？”
从中微子通讯中心大楼出来，庞学林抬头看向天空，今天的天气很好，阳光明媚，万里无云。
“好蓝的天空！”沈静深深地吸了口气，说道，“真好，你能站在原地停一下吗？我想看一看蓝天，这种感觉太棒了，就好像在水里快憋到窒息的时候，脑袋突然能够伸出水面呼吸一口新鲜空气。”
庞学林心中暗叹，微笑道：“好，你想看多久都可以！”
庞学林在原地站了十多分钟，这才继续前进。
一路走来，路过的草坪，绿树，野花，飞鸟，蝉鸣，都能让沈静兴奋不已。
来到停车场，庞学林驾驶自己的飞行汽车升空，先是带着沈静参观了一圈地球大炮工程的科学中心，然后径直前往地球大炮工程的工地！
地球大炮工程工地就在漠河市市郊，此时已经被挖出了一个巨大的漏斗形深坑，漏斗的直径在三百米左右，深度超过一百米，在漏斗的底部，则是一个直径十米大小，深不见底的黑洞。
数不清的施工车辆和机械正在工地上进进出出，如同正在努力工作的工蚁一般。
沈静看着这个巨大的工地，沉默了许久，才说道：“师兄，我听我爸爸说，你真有办法把我从地核救出来？”
庞学林微微一笑，说道：“确切地说，现在只是有了一个比较好的思路，我发现了惰性中微子，这种中微子可以帮助我们精准定位落日六号的位置。另外还有一种强相互作用材料也在研发中，我预计三年内能够研发成功，到时候用在我们新一代地航飞船上，到时候就能把你从那个炼狱里救出来了。”
沈静噗嗤一笑，说道：“师兄，其实我在下面也没那么可怕，就是生活无聊了点，每天除了记录科研数据外，剩下的时间只能看看书什么的，偶尔回忆一下地面上的生活，过得还挺充实的。”
庞学林笑着说道：“你能有这种心态最好，师妹，你看好了，快则五年，慢则十年，你就能重新体验地面上的一切了！”
“嗯，庞师兄……”
“怎么了？”
“谢谢你！”
庞学林笑了笑，说道：“师妹，一家人不说两家话，不说你是老师的女儿，单单你地航飞船船员的身份，我就不可能见死不救。好了，你接下来想去哪里，我现在带你去。”
“唔……我们去看大海吧，我想看月色下的大海，我还想看海上的日出！”
“好！”
第五百零二章 碳基芯片
庞学林在生物医学研究中心待了将近一下午的时间，根据石毅、杨和平、安德鲁·怀特他们给出的动态apt各项参数，提出了许多有用的修改意见。
他在生化危机世界基本上天天都要用上动态apt技术，对这个设备的性能和各方面参数都了如指掌，因此给出各种有益的意见也就不足为奇了。
石毅、杨和平、安德鲁·怀特也不以为意，庞学林名声在外，再加上和庞学林经常接触，对于这家伙身上出现什么奇迹，他们都不会觉得奇怪了。
当然，对于动态apt技术，他们三人同样报以厚望。
冷冻电镜技术能获得诺贝尔化学奖，那么比冷冻电镜技术更具现实意义的动态apt技术，无疑也能获得。
而且庞学林已经获得过一次诺贝尔化学奖，他们三人，正好可以瓜分一期诺奖。
庞学林在生物医学研究中心待了一下午时间，了解了一下apt设备的研发情况，第二天，又去了徐兴国领导的碳基芯片研发中心。
目前全球半导体材料的发展已经接近物理极限，集成电路代工领域最强的台积电，已经完成3纳米工艺的商业化量产，2纳米工艺也接近研发完成。
而中国最强的半导体制造商中芯国际，依旧卡在7纳米工艺制程上，与台积电依旧有着两代的差距。
之前中美贸易战的时候，美国曾经对华为发起过全面技术封锁，号称任何只要使用了美国技术的企业，都不许和华为合作。
直到锂空气电池横空出世，中国凭借锂空气电池的巨大优势，才算解除了西方国家的技术封锁，华为面临的危机也迎刃而解。
但即便如此，在涉及集成电路高端制造领域，中国与西方国家依旧有着不小的差距。
别的不说，单单阿斯麦公司的极紫外光刻机（euv），汇聚了所有西方国家最顶尖的制造技术，堪称人类有史以来最精密的工业品。
与航空发动机一起，成为工业制造皇冠上的一颗明珠。
在硅基集成电路时代，西方国家有着巨大的先发优势，中国很难在这一领域与西方国家展开竞争。
这一点，就连庞学林也没什么办法。
让他在理论上有所突破可以，让他快速提升国内工业制造水平，庞学林同样一筹莫展。
硅基芯片制程上的差距，让中国很难在短时间内追上西方发达国家。
但硅基领域没办法弯道超车，并不意味着没有另辟蹊径的办法。
碳纳米管被科学家们给予了厚望。
这与其本身的特性息息相关。
首先，碳纳米管芯片身量虽小，但节能增效能力却更强。
碳纳米管是由单层碳原子卷成管状的碳材料，导电性能极好，而且，碳元素在地球上的储量十分丰富。
碳纳米管的直径可以根据工艺的不同制成几纳米到几十纳米长；管壁厚度更小，根据壁层碳原子数量不同，碳纳米管可以分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管；在同样集成度的情况下，碳纳米管芯片比硅元器件体积更小。
同时，碳纳米管的韧性极高，可以承受弯曲、拉伸等应力，电信号传输过程的延迟很短，所以，从材料物理属性上看，碳纳米管具有替代硅芯片的潜力。
其次，碳材料具有多种同素异形体，除了碳纳米管以外，还有人们熟知的金刚石、石墨、富勒烯、活性炭等等。
其导电性质强烈地依赖于结构，可以由绝缘体转变为半导体、由半导体变为导体。
而且，它的导电方式和原理与传统的晶体管不一样，有更强的传导能力。
另外，现有的晶体管在导电过程中无可避免地会产生漏电流，漏电会导致发热，而碳纳米管可以避免这一问题，故而能效相对较高。
从理论上讲，碳纳米管芯片的能量利用率有望超过现有芯片的能效比（60%至70%）。
发热问题的解决也给芯片的散热降低了压力。
硅晶体管的功耗很大，在小小的芯片空间内，发热极其严重，为了不使芯片过热无法工作，还需要分配部分的功耗用于芯片的散热，这使得硅晶体管功耗增大。
而碳纳米管芯片本身产热就少，加上碳纳米管本身的热导率很高，有效地减少了用于散热的能耗，所以碳纳米管的能效会远远高于以硅为材料的晶体管。
世界范围内，最早实现碳纳米管器件制备的是ibm，其在2014年成功制备出碳纳米管20nm栅长器件，不过，该器件性能比预期差很多。
近年来，也有国外的各类实验室号称制备出1nm栅长的碳纳米管器件，但更多的只是噱头，实际使用性能很差。
而中国在碳纳米管器件的研究，在庞学林完成超高纯度电子级碳纳米管量产制备以后，徐兴国带领的团队开始在高性能碳纳米管（cmos互补金属氧化物半导体）晶体管的无掺杂制备、晶体管的极性控制方面进行深入研究，并且有了有很多技术积累。
其中该团队制备的栅长为10纳米的碳纳米管顶栅cmos场效应晶体管（对应于5纳米技术节点）已经成功攻克器件结构和制备工艺等相关难题。
不仅如此，其制备出的碳纳米管器件的性能也远远超过国际上已报道的碳纳米管器件。
对于常规结构制备的碳管晶体管，其栅长在5纳米以下时就会较为明显地受到短沟道效应和隧穿漏电流影响，以往融合高介电栅介质薄膜的做法很难有效地解决漏电问题，使得器件也不能有效地关断。
徐兴国团队改用石墨烯替代金属作为碳管晶体管的源漏接触，从而有效地抑制了短沟道效应和源漏直接隧穿。
而且，由于5纳米栅长的碳管器件开关转换仅有1个左右的电子参与，使得门延时（42飞秒）接近二进制电子开关器件的物理极限（40飞秒，由海森堡测不准原理和香农—冯诺依曼—郎道尔定律决定）。
这是中国首次掌握了世界上最先进的晶体管技术，而且整体技术成熟极高，随着碳纳米管成本下降及工艺良品率的提高，该技术有望成为最先进的芯片制造技术。
而这种新技术的掌握，相当于现有最先进的硅基技术六代以上的优势（领先20年），使得国际芯片巨头的优势将不复存在，国内半导体制造产业将会在不远的未来实现弯道超车。
事实上庞学林在徐兴国的实验室里，就见到了来自华为以及中芯国际的工程师。
按照徐兴国的说法，第一代碳基芯片将会在未来一年内实现量产，首先应用于华为的5g基站产品。
至于消费端的碳基芯片，估计还要再过两年时间，才能在手机、pc等领域大规模应用。
第五百零三章 带上她的眼睛
分别了解动态apt设备以及碳基芯片的研发进度以后，庞学林梳理了一下目前自己手底下各个项目的研发进度。
锂空气电池不用说，现在按照不同的应用环境做细化研究，另外，柯顿?沃克他们也在想方设法为进一步提高锂空气电池的能量密度而努力。
飞刃材料已经实现工业化生产，但价格昂贵，每公斤超过十万rmb，不久前921火箭发射的那架空天飞机，有一部分承力结构就用上了飞刃材料。
超导128刚完成研发，目前正在进行工业化探索。
对于这一材料，庞学林寄予了厚望。
不仅仅因为它将大规模应用于电磁弹射航天发射系统项目，更重要的是，超导128将深刻地改变人类未来的动力结构，不管是超导输电系统，还是超导电机，其意义都不比锂空气电池弱上多少。
在超导材料完成研发以后，海军工程大学的马经武教授已经带着他手下的团队主动上门，就超导128后续应用与钱塘实验室展开合作。
庞学林将与马经武团队的对接交给了李长青，以他们的专业水平，在超导128的基础上，开发未来的直线电机、超导电机等基本上不存在什么问题。
“接下来，差不多该启动量子计算机和核聚变反应堆的研究了。”
庞学林坐在千岛湖一座幽静的乡间小院内，看着远方波光粼粼的湖水发呆。
这座小院位于千岛湖中心区的一座小岛内，风景迤逦，宁静安详。
庞学林提出要带自己的几个学生去千岛湖玩两天后，左亦秋很快就给他安排了这样一座乡间度假别墅。
因为位于千岛湖中心区，很少有游客过来，也大大减轻了周辰他们的安保压力。
这样的安排，倒是让艾艾她们兴奋不已。
小岛上有码头，有游艇，也有那种人工摇橹的小木船。
两天的时间，艾艾、苏菲、左亦秋、哈尔克、孟尧他们算是好好放松了一下。
庞学林没有像他们那样到处玩耍，大部分时间都在院子里带着，喝喝茶，看看书，晒晒太阳，很是安逸。
他原本还让齐昕跟着过来，只是齐昕最近一直在和智子合作搞一份商业策划，忙得脚不沾地，因此庞学林只能只身过来了。
不过千岛湖这环境，也正好让庞学林有时间好好思考接下来的技术发展路线。
自从得到系统到现在，已经过去了三年时间，庞学林穿越的科幻世界大大小小也有十个了。
几乎每个世界，庞学林都获得了丰厚的奖励。
但直到现在，他真正拿出来并且对这个世界产生重大影响的科研成果也就只有锂空气电池、超导128等寥寥几个。
绝大多数的黑科技，都被庞学林放在了自己那台从乡村教师世界里带出来的量子计算机中，根本没办法在现实世界重现。
这里面的原因有很多，其中最大的一个因素就是现实世界的科技水平，压根没办法彻底消化庞学林从科幻世界里带来的那些黑科技。
比如那台存放各种技术资料的量子计算机，单单里面涉及到的算法，庞学林到现在都还没有彻底吃透。
更不用说制造量子计算机所需要的各种硬件技术了。
此外还有核聚变技术、无工质飞船动力技术、中微子通信技术、引力波通信技术等等。
对此，庞学林也只能一步步来了。
比如想要突破核聚变技术，他首先就得证明n-s方程的存在性与光滑性相关问题，找到湍流形成的相关机制以及控制方法，才有可能完成商业化核聚变反应堆的制造。
至于无工质飞船、中微子通信、引力波通信等技术，则需要在基础物理学领域有进一步的突破才行。
“师父，快看我钓的鱼！晚上我们有鱼汤喝了。”
艾艾双手抓着一个网兜，兴冲冲地朝庞学林走来，里面是一条活蹦乱跳的胖头鱼。
庞学林微微笑道：“艾艾，这条鱼交给你了，正好让大家尝尝你的手艺。”
“没问题。”
艾艾哈哈笑道。
庞学林和艾艾她们在千岛湖一直待了四天，这才恋恋不舍地离开。
接下来的一个多月，庞学林又变得忙碌起来。
穿过海南东方市和五指山市的电磁轨道发射系统工程正式开工，航天科技公司那边，也开始了电磁弹射版空天飞机的设计工作。
庞学林两头跑了好几次，协调各方面的合作与工程推进。
此外，他还在京城待了将近一周时间，除了陪陪姚冰夏外，还时不时参加一下大内会议，为中国后续的技术发展走向建言献策。
时间不知不觉进入2023年。
今年过年，庞学林将姚冰夏和齐昕这两姑娘都带回了家。
梅雨晴虽然表面上摆脸色给庞学林看，但背地里早就乐开了花，甚至私底下还悄悄授意庞学林，今早给她生个孙子孙女。
庞学林对此有些无语。
他倒没考虑那么多，反正他心里早已将这两姑娘当自己的妻子看待，生儿育女顺其自然就好。
过完年，又分别带着这两姑娘去了对方家里。
年后，庞学林的工作依旧忙碌，但让庞学林奇怪的是，始终没有从系统口里接到要进入下一个科幻世界的通知。
一直到2023年4月1日愚人节当天，这天晚上，刚和齐昕进行了一场激烈的运动，庞学林在床上躺下，抱着姑娘隐隐约约便要进入梦乡，系统久违的声音就在他的脑海里响起。
“宿主请注意，半小时后，宿主将进入《带上她的眼睛》世界。现实位面与科幻位面时间比为1：100000，请宿主安排好冒险时间。”
庞学林不由得微微一愣。
他没想到，这一次穿越，竟然是大刘的《带上她的眼睛》。
人类使用地层飞船深入地球内部进行探险，一艘地层飞船在航行中失事，下沉到地心，船上只剩下一名年轻的女领航员，她只能在封闭的地心度过余生，这是刘慈欣获奖小说《带上她的眼睛》里演绎的故事。
虽然同属于大刘的科幻宇宙，但《带上她的眼睛》这部小说，在大刘的诸多科幻小说中，可谓独树一帜。
这部小说笔触细腻，情感丰富，与大刘往常的风格迥异，它甚至还入选了人教版七年级语文下册的教科书，在中国科幻小说史上，算是开天辟地第一回了。
第五百零四章 落日六号
半小时后，在系统的倒计时声中，庞学林闭上了眼睛。
位面：带上她的眼睛
身份：庞学林，沈渊学生
任务一：帮助沈渊完成南极庭院工程。
任务二：将南极庭院工程改造为地球大炮。
任务三：将沈静从地心救出。
任务奖励：
一、奖励糖衣和新固态物质合成方法。
糖衣，具有自动平衡分配周围压应力功能的纳米薄膜材料，用于包裹在核物质周围，即使外层炸药爆炸时产生的压应力不均匀，经过“糖衣”的应力平衡分配，它包裹的核炸药仍能得到精确的向心压缩。
新固态材料，介于固态和简并态之间的形态，具有极高的密度，耐极高温高压，极其坚固。
新固态的制取方式是，用“糖衣”包裹普通材料，通过连续的小型核爆产生高温高压，将普通物质压至新固态。
二、鉴于宿主已经完成七次大刘科幻世界穿越成就，宿主将获得大刘世界守望者称号，今后宿主可自主选择想要穿越的科幻位面（必须是大刘科幻世界），如不选择，将由系统随机分配。
“呼……”
看到出现在眼前的任务列表，庞学林的呼吸猛地一滞。
他怎么也没想到，这一次穿越到带上她的眼睛世界，实际上却别成了地球大炮世界与带上她的眼睛世界的合辑。
《带上她的眼睛》这部小说，背景是人类使用地航飞船深入地球内部进行探险，“落日六号”地航飞船在航行中失事，下沉到地心，船员们相继自杀，船上只剩下一名年轻的女领航员，她只能在封闭的地心渡过余生……
小说主角“我”在一次休假过程中，带上了这名被困在地底的女地航员的“传感眼镜”，带着她完成了最后一次的地面旅行。
结束这次地面旅行后，因为通讯能量的关系，女地航员与地面的通讯中断。
从此，女地航员被永久地困在了地心世界，孤独地渡过余生。
这部小说的篇幅很短，但实际上，它只是刘慈欣另一部小说《地球大炮》中所截取放大后的一小段故事。
而这次科幻世界之旅，系统竟然将《带上她的眼睛》与《地球大炮》合二为一了。
“这个世界干脆叫地球大炮好了！”
庞学林有些无语。
地球大炮的背景要比带上她的眼睛宏大得多。
男主沈华北发明了“糖衣”材料，却在销毁核武器的过程中意外通过“糖衣”合成了新固态材料。
新固态是介于固态和简并态之间的形态，具有极高的密度，耐极高温高压，极其坚固。
沈华北三十岁那年，因为长期接触辐射物质患上白血病，不得不进入冬眠状态，他的儿子沈渊跟随母亲生活。
等沈华北再次苏醒，已经是七十五年以后，2125年了。
他的儿子沈渊利用他发明的新固态材料，在地球上挖了个对穿的隧道，这个隧道又被称作南极庭院工程，起始点是中国漠河，终点是南极。
通过这个抽真空的隧道，人类可以在短短几十分钟内从漠河抵达南极，从而将大幅度降低南极开发的难度。
（物体进入隧道时，速度为零，然后通过引力不断加速，抵达地心时速度达到最大，随后借助地心引力减速，理论上物体从隧道的另一头出来时速度刚好为零。）
然而这一工程对2125年的人类而言，却是彻头彻尾的失败工程。
它导致的灾难数不胜数。
南极庭院工程的第一次灾难发生于二十五年前，那时工程进入最后的勘探设计阶段，需要进行大量的地下航行。
在一次勘探航行中，一艘名叫‘落日六号’的地下船在地幔中失事，并下沉到地核中，船上三名乘员中有两人遇难，只有一名年轻的女领航员幸存，她现在仍被封闭在地心中，将在狭窄的地下船中度过余生。
那艘船上的中微子通讯设备已失去发射功能，但可能仍能接收。
这名女领航员的名字叫沈静，是沈渊的女儿，沈华北的孙女。
《带上她的眼睛》这部小说中所展现的正是这个故事。
南极庭院工程进行到第六年时，又发生了惨烈的中部断裂灾难。
由于地球隧道是由内外两层相互交错的井圈构成，在装入内层井圈时，必须首先将已连接好的外层井圈中的物质掏空，以免两层井圈间混入杂质，影响它们之间贴合的紧密度。
在施工中采用掏空一段外井圈放入一个内井圈的工艺，这就意味着在地核段的施工中，在一段外井圈被掏空而内井圈还未到位的这段时间里，包括接合部在内的两个外井圈将单独承受地核铁镍流的冲击。
本来，两段井圈间的接合部采用十分坚固的铆接技术，在设计中，应该能够在相当长的时间里承受铁镍流的冲击。
但在进入地核四百九十多公里处，两段刚刚掏空的井圈处有一股异常强大的铁镍流，其流速是以前的大量勘探中观测到的最高值的五倍。
强大的冲击力使两个井圈错位，高温高压的地核物质霎时涌入隧道，并沿着已建成的隧道飞速上升。
在得知断裂发生后，作为工程总指挥的沈渊立刻下令关闭了位于古腾堡不连续面处的安全闸门，它被称为古腾堡闸。
这时在闸门下近五百公里的隧道中，有两千五百多名工程人员在施工，在得知断裂发生后，他们同时乘坐隧道中的高速升降机撤离，共有一百三十多部升降机，最后一辆升降机与沿隧道上升铁镍流保持着三十公里左右的距离。
最后只有六十一部升降机来得及通过古腾堡闸，其余都在闸门关闭后被四千多度高温的地核激流吞没，一千五百二十七人殒命地心。
最后一次重大事故则发生在南极庭院工程完工以后的螺栓失落灾难，那时地球隧道已投入了正式营运，每时每刻都有地心列车穿行于其中。
地心列车的车厢是直径八米长五十米的圆柱体，每列地心列车最多可由二百节车厢组成，可运载两万吨货物或近万名乘客，穿过地球的单程需四十二分钟，运输过程只是自由坠落，不消耗任何能源。
当时，在漠河.asxs.站，一名维修工人不小心将一颗直径不到十厘米的螺栓掉进隧道，这枚螺栓是用一种能够吸收电磁波的新材料制造的，因而没有被安全监测系统的雷达检测到。
螺栓在隧道中一直坠落，穿过地球到达南极站，又从那里向回坠落，在到达地心时击中了一列正在向南极上升的地心列车。
螺栓与列车的相对速度高达每秒十六公里，这样的动能使它像一颗炸弹。
它穿透了头两节车厢，把沿路的一切都汽化了，这两节车厢的爆炸，使整列列车以每秒八公里的速度擦到井壁上，在一瞬间就被撕得粉碎。
然而，对人类而言，最大的灾难还是这个超级工程本身。
小说中，沈渊通过他魔鬼般的才华整合了全球的资源，完成了这一人类历史上空前绝后的超级工程。
但在经济上的愚蠢也是空前绝后的。
虽然通过地球隧道的运输极其快捷，且几乎不消耗能量，用人们的话说，‘扔下去就到了’或‘跳下去就到了’，但由于工程巨大的投资，使得地心列车的运输费用极其昂贵，这抵消了它快捷的长处，使得地心列车在与传统运输方式的竞争中没什么明显优势。
而且南极大开发的过程中，人类的南极梦很快破灭了。
蜂拥而来的工业和过度的开发很快毁掉了这个地球上仅存的洁净世界，使南极大陆与其它大陆一样成了一个弥漫着烟尘的垃圾场。
南极上空的臭氧层被完全破坏，其影响波及全球，即使在北半球，强烈的紫外线已使人们必须加以防护才能出门，南极冰盖的加速融化也使全球的海平面急剧升高。
在经历了一个痛苦的过程后，人类的理智再次占了上风，联合国所有的成员国签署了新的南极公约，使人类全面撤出南极大陆，再次把南极变成人迹罕至的地方，期望那里的环境能够慢慢恢复。
随着向南极运输需求的骤减，在螺栓失落灾难后，地心列车完全停止了营运，地球隧道被封闭。
但南极庭院工程带来的经济灾难一直在持续，无数购买了南极庭院公司股票的人血本无归，引发了严重的社会动乱，投资的黑洞使地球上各国经济到了崩溃的边缘。
沈渊在地球隧道封闭以后，每天都穿着密封服在地球隧道中来回坠落，睡觉都在里面，只有在吃饭和为密封服补充能量时才回到.asxs.站。
他每天要穿过地球三十次左右，就这样日复一日年复一年，在漠河和南极半岛间，做着周期为八十四分钟、振幅为一万两千六百公里的简谐振动。
每次通过地心时，他都会通过中微子通讯设备与困在地心的女儿打招呼，他更是常常在坠落中与女儿长谈。
因为落日六号飞船的通讯设备只具备接收文字以及音频信息功能，只是他一个人在说话，但生活在随着铁镍流在地核中运行的落日六号中的沈静应该是能够听到的。
由于沈渊的身体长时间处于失重状态中，但由于必须在.asxs.站吃饭和给密封服充电，每天还要在地面经受两到三次的正常地球重力，这样的折腾使他年老的心脏变得很脆弱，他在一次坠落中死于心脏病，当时没人注意到，于是他的遗体又在地球隧道中运行了两天，密封服的能量耗尽，停止制冷，地球隧道成了他的火葬炉，遗体在最后一次通过地心时被烧成了灰。
小说中，沈华北2125年苏醒后，沈渊已死。
几个知晓他真实身份的人将沈华北带到了地球隧道内丢了进去，作为对制造了如此巨大灾难的沈渊的报复。
然后沈华北幸运地被地球另一头的警察所救。
因为举世皆敌，沈华北不得不再次进入冬眠。
等他再次苏醒，已经是五十年以后，2175年了。
这时，原来的地球隧道已经被人类改成了地球大炮。
人类研制出一种新型的新固态材料，除了具有以前这类材料的性质外，它还是优良的导体。
人类在另一半的地球隧道外表面，就缠绕着一圈用这种材料制成的粗导线，使这一半地球隧道变为一根长达六千三百公里的电磁线圈。
地核中有强大丰富的电流，正是这些电流产生了地球的磁场。
人类用地核船拖着新固态导线，在地核中拉了上百个大回路，每个回路都有几千公里长，用这些回路来采集地核中的电流，并将它会聚到隧道线圈上，使隧道中充满了强磁场。
于是这条原本近乎处于废弃状态的地球隧道，成了史无前例的地球大炮。
它的出现，使得人类进入太空的成本降到了不可思议的程度。
然而因为缺少在地核中进行远距离探测的技术，直到那时，人类依旧没办法救援地核深处的落日六号，没办法将垂垂老矣的沈静带离地心。
“在这个世界，不管是帮助沈渊完成南极庭院工程，还是将地球隧道改造成地球大炮，其难度都不大，真正难的是，如何将沈静从地心深处救出。”
庞学林想了想，从床上爬起来，来到了阳台上。
按照系统灌输给他的记忆，他所在的位置是中科院地质与地球物理研究所，而他的导师，正是地质与地球物理研究所所长兼中科院副院长沈渊。
因为提出南极庭院工程的关系，沈渊在这个世界的名头很大，有点类似于现实世界的spacex创始人马斯克。
为了说服各国投资南极庭院工程，沈渊利用自己旗下的公司，主动启动了落日地心探险工程。
前五次发射，地心飞船都顺利返航，获取了大量关于地底世界的科研资料。
这也为沈渊在全球范围内赢得了广泛的声誉，世界各国都对他提出的以漠河为.asxs.，以南极为终点的南极庭院项目非常感兴趣。
而今天，正是落日六号的日！