【菜科解读】

日本“顶级神冈”实验计划寻找质子衰变的迹象。

图片来源：《新科学家》杂志网站

科技日报记者 刘霞

质子潜伏于每个原子的核心深处，原子中质子的数量决定了其是氢、碳、氧还是铀。

质子占宇宙中可见物质质量的86%以上，是人类赖以生存的基础。

尽管质子无所不在，但它就像“最熟悉的陌生人”，头上仍然笼罩着几层神秘的面纱，等待人们逐一揭示。

中国科学院高能所研究员李玉峰对科技日报记者说：“我们耳熟能详的质子身上背负着多个未解之谜，包括最基本的问题：它由什么组成？它有多大？以及它是否会衰变等。

”

质子由什么组成

李玉峰指出：“一个简单并经常被提起的质子‘画像’是：两个上夸克和一个下夸克借助强核力结合在一起形成质子。

”

但当物理学家更深入研究质子时，发现情况可能更加复杂：组成质子的这3个夸克周围是一个由其他粒子组成的翻腾的海洋，这些粒子会突然出现和消失。

这意味着可能会有其他夸克“误入”质子内部。

李玉峰介绍说，1980年，欧洲核子研究中心（CERN）缪子合作组的科学家开展的一项实验表明，质子可能含有粲夸克及反粲夸克，这一结果引发激烈争议，但最终并未尘埃落定。

随后不少科学家试图确定质子中粲夸克的成分，但所得到的结果相互矛盾。

2022年，荷兰阿姆斯特丹自由大学的胡安·罗霍团队结合了大量实验数据集和全新的机器学习工具，证明质子动量的一小部分（约0.5%）来自粲夸克。

尽管新证据的统计显著性没有达到“发现”的阈值，但最新数据得到了CERN大型强子对撞机（LHC）实验的支持，该实验报告称，质子可能含有粲夸克确实存在“蛛丝马迹”。

LHC等粒子加速器上开展的其他物理实验，也依赖于质子结构的精确模型，只有探明了质子是否含有粲夸克等谜团，物理学家才能最终在一些最大的“悬案”上取得进展。

质子有多大

质子有多大？这是一个非常基本的问题，但物理学家们仍未在这方面达成共识。

此前他们大致同意质子的半径约为0.88飞米（1飞米为千万亿分之一米），但2010年的一项新测量打破了这一共识。

瑞士保罗谢勒研究所开展的实验证明，质子比之前认为的要小，虽然只小了0.04飞米，但仍是个巨大差异。

科学家们对此的解释是：一个或多个实验中出现错误，或存在超越粒子物理学标准模型的新粒子。

2010年以后，使用μ子氢的实验也证实，质子比之前认为的要小。

2019年，科学家们发布了使用电子散射和普通氢跃迁的新测量结果，与μ子氢实验得出的质子半径一致。

去年，德国波恩大学和达姆施塔特工业大学科学家用一种新技术重新分析了旧数据，也发现了支持更小质子的结果。

质子会衰变吗

人们所知道的所有其他复合粒子的生命都是短暂而不确定的。

例如中子的“平均寿命”只有15分钟，随后就会发生衰变。

但尽管进行了几十年的探索，但从未有人看到质子“老去”。

英国《新科学家》网站报道指出，质子是否衰变这一问题与现代科学的一项伟大任务——寻找大统一理论有关。

大统一理论将把粒子物理学标准模型中的强核力、弱核力和电磁力统一为单一实体。

在粒子物理标准模型中，质子是稳定的。

假如存在比标准模型更基本的大统一理论，就会存在新的力，从而导致质子衰变。

20世纪80年代，美国和日本的两个物理学家团队试图寻找质子衰变。

他们分别在美国伊利湖下和日本飞弹市的一个矿场里放置了巨大的水箱，每个水箱都装满了数千吨超纯水，水箱周围安装有探测器，以捕捉黑暗水中可能会出现的闪光，这可能预示着质子的衰变。

但经过多年观察和等待，这两个实验都是“竹篮打水一场空”。

从1996年开始，“超级神冈”实验持续寻找质子衰变，但迄今一无所获。

李玉峰表示：“这些寻找质子衰变的实验虽然在‘主业’上一无所获，但它们意外地发现了大气中微子振荡现象的直接证据，再次说明基础物理实验常常能够做到‘无心插柳柳成荫’。

”

尽管如此，物理学家们还是计划建更大的探测器——“顶级神冈”实验，其水箱将容纳26万吨水，并将于2027年开始收集数据，最终或许能发现质子衰变的证据。

“找到上述问题的答案不仅会改变对质子本身的理解，也可能改变对宇宙及支配宇宙运作基本定律的理解。

”李玉峰强调说。

（来源：科技日报）

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中国历史上3大未解之谜是怎么回事？一个比一个诡异，最后一个至今无人能解

有些随着考古发现逐渐清晰，有些却越挖越扑朔迷离。

今天要说的这三个，堪称中国历史上最有分量的悬案——一个神秘到像外星文明，一个遗憾到让所有中国人意难平，最后一个，至今没人说得清楚。

一、三星堆：突然出现又突然消失的“天外来客”如果说中国考古有哪个发现最让人头皮发麻，三星堆绝对排第一。

青铜神树、纵目面具、黄金权杖、青铜大立人……这些器物造型之诡异、工艺之精湛，完全不像我们熟悉的中原文明。

没有文字记载，没有历史传承，甚至连它属于哪个族群、信仰什么神灵，至今没有定论。

它和夏商文明没关系，和传统认知中的古蜀文化也不完全一样。

有人说是外星文明，有人猜是西亚文化东传，还有人认为是史前失落的古老王国。

更诡异的是，这个高度发达的文明，存在了约1500年后，突然就消失了。

没有战争痕迹，没有瘟疫证据，就这么人间蒸发。

三星堆，至今是中国上古史最大的“黑箱”。

二、传国玉玺：华夏正统的千年遗憾这是真正让所有中国人意难平的一件国宝。

秦始皇用和氏璧打造，丞相李斯篆刻“受命于天，既寿永昌”八个字，从此成为历代皇帝“合法登基”的唯一凭证。

谁得到它，谁就是天命所归的正统；

没有它，哪怕当了皇帝，心里也发虚。

这块玉玺传了一千多年，历经秦汉、魏晋、隋唐，无数人为它流血厮杀。

直到公元936年，后唐末帝李从珂举族自焚于洛阳，传国玉玺跟着大火一起消失。

从那以后，历朝历代都在找，找到的几乎全是赝品。

明朝、清朝都有人声称找到了真正的传国玉玺，但最终都被证明是伪造。

这件象征着“华夏正统”的国宝，就这样彻底消失在历史长河中，成为千年以来最大的遗憾。

三、是谁修建了秦始皇陵？你可能会说：这有什么说不清楚的？史书上不是写着是秦始皇自己下令修建的吗？问题没那么简单。

秦始皇陵的规模远超古代工程能力的极限——陵冢高五十多丈，地宫以铜铸椁，水银为江河大海，还有各种机关暗器。

现代遥感探测发现，陵墓范围内汞含量异常，证实了史书的记载。

但关键是：秦朝当时人口不过两千万，同时还在修长城、修驰道、征南越、抗匈奴。

以当时的动员能力和技术水平，根本不可能在短短三十多年内完成如此庞大的工程。

更令人费解的是，陵墓中那些超越时代的工艺——青铜剑的表面铬盐氧化处理技术（德国1937年才发明，美国1950年才专利）、兵马俑千人千面的写实技法、至今无法复制的精密铸造工艺——这些东西从哪来的？史书只说“发刑徒七十余万人修陵”，但七十万人怎么组织管理？那些技术从哪里学来？为什么会突然出现、又突然失传？没人说得清楚。

这三个谜团，一个比一个离奇。

三星堆让我们追问：中华文明究竟有多元？传国玉玺让我们遗憾：正统的象征到底在哪？秦始皇陵让我们沉默：有些历史，可能永远挖不出真相。

昆仑山深处无底洞未解之谜，探测深度超千米仍未到底，结构未知

在它人迹罕至的深处，有一处神秘的“无底洞”，吸引着科考队一次次深入探测，可即便探测深度超过千米，依旧没能触及洞底，其内部复杂的结构更是成了困扰世人的谜题。

今天，就以说说的方式，跟大家聊聊这座无底洞的来龙去脉，说说那些探测过程中的惊险与疑惑，讲讲它从被发现到如今依旧神秘的全部故事。

先跟大家说说这座无底洞是怎么被发现的，没有什么惊天动地的奇遇，反而带着几分偶然。

熟悉昆仑山的人都知道，山脉深处大多是无人区，常年被冰雪覆盖，地质复杂，气候恶劣，除了少数牧民偶尔会在边缘地带活动，几乎没有人敢深入腹地。

大概几年前，一支野外地质勘探队，为了开展昆仑山区域的地质构造调研，深入到了山脉中段的无人区域，那里远离人类活动痕迹，到处都是陡峭的冰崖和裸露的岩石，连常见的高原植被都十分稀少。

勘探队一路小心翼翼地前行，一边记录地质数据，一边排查潜在的危险，毕竟昆仑山的地质活动向来活跃，随时可能出现滑坡、冰崩等意外。

就在他们翻越一处海拔四千多米的冰坡时，队员们突然发现，冰坡下方有一个不起眼的洞口，被厚厚的冰层和碎石掩盖着，若不是其中一名队员不小心踩空，差点坠入其中，恐怕这个洞口还要被隐藏更久。

最初发现洞口的时候，大家并没有太在意，只当是一处普通的冰洞或者岩石缝隙。

可当队员们清理掉洞口的冰层和碎石后，才发现事情并没有那么简单。

这个洞口不算特别大，宽度大概只有两米左右，高度不足一米，需要弯腰才能进入，洞口周围的岩石呈现出一种奇异的暗黑色，摸上去异常光滑，不像是自然风化形成的，反而像是被某种力量长期冲刷或者侵蚀的痕迹。

更让人疑惑的是，从洞口往下望去，一片漆黑，深不见底，即便打开强光手电筒，光线也只能照射到十几米深的地方，再往下就是无尽的黑暗，仿佛一个通往地心的通道。

出于地质勘探的职业敏感，队员们意识到这个洞口不简单，于是立刻暂停了原本的调研计划，开始对这个神秘洞口进行初步探查。

他们先用无人机搭载摄像头，试图深入洞口内部拍摄，可无人机刚进入洞口几十米，信号就突然中断，再也无法联系，最后只能不了了之。

随后，队员们又用绳索绑着探测仪器，慢慢放入洞口，一点点向下探测，可当探测仪器下降到一百多米的时候，绳索突然出现了异常的晃动，像是被什么东西缠绕住，紧接着，仪器的信号也彻底消失，拉上来之后发现，绳索有明显的磨损痕迹，而探测仪器却不见了踪影，仿佛被洞口深处的某种力量吞噬了一般。

初步探查的异常，让这支勘探队既兴奋又谨慎。

兴奋的是，他们可能发现了一处从未被人类记载过的地质奇观；

谨慎的是，这个洞口的神秘和危险，远远超出了他们的预期。

于是，勘探队立刻整理了初步探测的数据和情况，上报给了相关部门，请求派遣专业的探测团队和更先进的设备，对这个神秘的“无底洞”进行深入探测。

大概半个月后，一支由地质学家、探险家、工程师组成的专业探测团队，带着先进的探测设备，抵达了昆仑山深处的这个洞口，开启了正式的探测工作。

这次探测，团队准备得十分充分，带来了高精度的地下探测雷达、耐高温高压的探测机器人、超长的高强度绳索，还有完善的安全防护设备，毕竟谁也不知道，这个无底洞的深处到底隐藏着什么。

探测工作一开始，就遇到了不少困难。

洞口周围的冰层十分脆弱，稍有不慎就会发生坍塌，队员们只能小心翼翼地加固洞口，才能确保探测工作的安全。

进入洞口之后，内部的环境比大家预想的还要复杂，洞口下方并不是笔直的通道，而是蜿蜒曲折，时而狭窄，时而宽阔，有的地方只能容一个人侧身通过，有的地方却宽敞得像一个巨大的大厅。

更奇怪的是，洞内的温度变化极大，从洞口的零下十几摄氏度，随着深度的增加，温度逐渐升高，到了五百多米深的地方，温度已经达到了零上十几摄氏度，而且空气变得十分稀薄，还夹杂着一股淡淡的、说不出的异味，让人感到有些不适。

探测团队一边克服洞内的恶劣环境，一边慢慢向下探测，探测机器人在前开路，实时传输洞内的画面和地质数据，队员们则在洞口监控，随时应对突发情况。

随着探测深度一点点增加，大家的心情也越来越紧张，每向下一米，都可能发现新的异常。

当探测深度达到五百米的时候，机器人传回的画面中，出现了一些奇怪的岩石结构，这些岩石的纹理十分特殊，层层叠叠，像是人为堆砌的一般，但又找不到任何人工加工的痕迹，地质学家们推测，这可能是亿万年以来，地质运动和地下水侵蚀形成的特殊地貌。

可即便如此，大家依旧没有放弃，继续向下探测。

当探测深度突破一千米的时候，所有人都感到十分震撼，因为按照常理来说，这样的天然洞穴，深度一般不会超过几百米，而这个无底洞，在探测到一千米之后，依旧没有见底的迹象，机器人传回的画面中，依旧是无尽的黑暗和未知的岩石结构，没有任何到底的征兆。

更让人疑惑的是，随着深度的增加，洞内的地质结构变得越来越复杂，探测雷达显示，洞内有很多分支通道，像是一个巨大的地下迷宫，而且还有不明的信号干扰，导致探测设备的精度受到了很大影响，无法准确判断洞底的具体位置和内部的详细结构。

说到这里，可能有人会问，为什么探测到一千米还不继续往下？其实，不是探测团队不想继续，而是受到了多种因素的限制。

一方面，探测设备的极限已经接近，超长绳索的承重能力也面临挑战，再往下探测，可能会出现设备故障或者安全事故；

另一方面，洞内的环境越来越恶劣，深度超过一千米之后，压力和温度都达到了设备和人体的承受极限，继续探测，会给队员们的生命安全带来极大的威胁。

无奈之下，探测团队只能暂停探测工作，将探测到的数据和情况进行整理分析。

根据现有数据显示，这个无底洞的深度至少在一千米以上，具体到底有多深，至今无法确定；

其内部结构极其复杂，有大量的分支通道和奇异的岩石结构，而且存在不明的信号干扰，至于洞内是否有地下水、是否有未知的生物，更是无从得知。

自从这个无底洞被发现以来，就吸引了无数人的关注，有人猜测，它是通往地心的通道，有人说，它是远古时期的地下遗址，还有人传言，洞内藏着神秘的宝藏或者未知的生物。

但这些都只是猜测，没有任何科学依据。

地质学家们推测，这个无底洞的形成，可能与昆仑山亿万年以来的地质运动有关，昆仑山作为我国西部的重要地质构造带，板块运动活跃，加上长期的冰川侵蚀和地下水冲刷，才形成了这样一个深不见底、结构复杂的天然洞穴。

如今，几年时间过去了，虽然有不少科研团队想要再次前往昆仑山，对这个无底洞进行更深入的探测，但由于洞内环境复杂、危险重重，加上探测技术的限制，至今没有新的探测行动。

这个藏在昆仑山深处的无底洞，依旧保持着它的神秘，探测深度超千米仍未到底，内部结构依旧未知，就像一个沉默的巨人，默默守护着昆仑山的秘密。