不同职业，同样精彩 第12章 物理学家

林夏的指尖在粒子探测器的操作面板上停顿的瞬间，实验室的通风系统突然发出一阵低鸣，气流裹挟着冷却剂的淡薄荷味漫过来。他低头看向屏幕——正负电子对撞后的粒子轨迹图上，原本该呈对称分布的γ射线信号，在能量511keV的位置出现了一缕微弱的异常脉冲，像冬夜里突然划过窗棂的火星，转瞬即逝却又清晰可辨。

“林老师，数据校准结果出来了！”研究生小陆抱着笔记本电脑快步走进来，白大褂口袋里露出半截荧光笔，“您凌晨标注的那组异常信号，排除了探测器噪声和宇宙射线干扰，确实是真实存在的粒子湮灭信号——而且能量偏移比理论值高了0.3keV。”

林夏接过电脑，指尖划过屏幕上的脉冲曲线，指腹能感受到设备运行时透过机身传来的轻微震动。“把去年在合肥同步辐射实验室的对比数据调出来，”他指着异常脉冲的峰值，“2023年测的电子湮灭能谱，偏移量只有0.08keV，这次突然增大，可能和我们新换的靶材纯度有关。”他转身从样品柜里取出一片银灰色的靶材，标签上用红色马克笔写着“2024.10.05，高纯度钨靶，纯度99.999%”，边角还粘着一小块透明胶带——那是小陆上周贴的，怕靶材在转移时被划伤。

小陆立刻调出数据库里的历史数据，两个窗口并排显示时，差异一目了然：“您看，靶材表面粗糙度也不一样！新靶材的Ra值是0.02μm，比去年的高了0.01μm——会不会是表面微小凸起导致粒子碰撞角度改变，进而影响了能量测量？”

“有可能，但还不够。”林夏将靶材放在光学显微镜下，调大倍率，银白色的靶材表面渐渐显露出细微的纹路，像冻结的湖面下藏着的冰裂纹，“你去准备三组平行实验，分别用不同粗糙度的钨靶，保持加速电压和束流强度不变，两小时后再测一次湮灭能谱。另外，联系靶材供应商，要他们提供这批钨靶的杂质含量检测报告——尤其是氢元素的含量。”

小陆点头应下，转身时瞥见林夏桌角的保温杯，杯身上印着“合肥国家实验室粒子物理课题组”的蓝色字样，杯盖旁边压着一张便签，是林夏女儿诺诺用彩笔写的“爸爸记得吃早饭”，末尾还画了个拿着放大镜的小人，头顶写着“找粒子”。

林夏重新回到探测器前，调整束流聚焦参数。等待实验启动的间隙，他翻开抽屉里的工作手册，去年在合肥做实验的场景突然清晰起来——凌晨三点的实验室里，冷却系统的指示灯泛着冷蓝色的光，他和小陆裹着厚外套坐在操作台前，盯着屏幕上缓慢刷新的数据，直到第一缕阳光透过窗户照在探测器上，才终于等到符合理论预期的能谱图。那时候小陆还开玩笑说：“林老师，咱们这工作跟守株待兔似的，就是不知道要等的‘兔子’，到底藏在哪个能量区间里。”

“林老师，靶材准备好了！”小陆的声音将他拉回现实。两人一起更换靶材，林夏负责调整靶台位置，小陆用激光测距仪校准精度，确保靶材中心与束流轴线的偏差不超过0.1mm。“您说，要是这次真能找到能量偏移的原因，能不能给‘电子质量普适性’这个老问题提供新证据？”小陆一边固定靶材一边问，眼里闪着期待的光。

林夏点点头，按下束流启动按钮：“电子湮灭能谱是测量电子静止质量的重要方法，如果能证明靶材环境对能量测量的影响规律，就能进一步修正现有理论模型里的系统误差。2018年诺贝尔物理学奖颁给量子电动力学验证，靠的就是这种‘在细微处找突破’的研究——有时候，物理学的进步，就藏在这0.3keV的偏差里。”

他想起刚读博时，导师老周跟他说的话：“粒子物理研究就像在沙漠里找一粒特定颜色的沙子，大多数时候看到的都是普通沙粒，但只要守住耐心，总能等到那粒‘不一样的沙子’。”那时候他还不懂，直到第一次独立完成电子自旋共振实验，在数百组杂乱的信号里，终于捕捉到自旋-晶格弛豫的特征峰，才明白导师说的“耐心”，不是被动等待，而是主动排除干扰、验证假设的坚持。

下午两点，三组实验的数据陆续出来。当小陆将不同粗糙度靶材的能谱图叠加在一起时，规律瞬间显现：靶材表面越粗糙，能量偏移量越大，两者呈明显的正相关。“而且您看，杂质报告里说这批靶材的氢含量是0.0005%，比去年的高了0.0003%！”小陆指着报告里的数值，“氢原子会不会吸附在靶材表面，改变了局部电场，进而影响粒子湮灭时的能量释放？”

林夏的眼睛亮了，他立刻调出粒子湮灭的理论模型，在白板上写下公式：“电子与正电子湮灭时，会释放两个能量相等的γ光子，若靶材表面有氢原子形成的电偶极层，会对光子产生微小的能量牵引，导致测量值偏高。我们可以用密度泛函理论计算一下氢吸附后的电场分布，验证这个假设。”

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