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科学星|为什么证明平行宇宙存在的实验是不可信的？


科学星|为什么证明平行宇宙存在的实验是不可信的？
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一个不同的平行“世界”的代表 ， 它可能存在于多元宇宙的其他领域 ， 或者理论物理学家可以虚构的任何其他地方 。
是否存在另一个宇宙？我们居住的宇宙 ， 也就是从大爆炸开始就存在的宇宙 ， 可能并不是唯一存在的宇宙 。 也许有一个是和我们同时被创造出来的 ， 但是时间是向后而不是向前的 。 也许有无数的平行宇宙 ， 由一个永远膨胀的宇宙产生 。 或者 ， 就像最近媒体报道的那样 ， 也许真的存在一个镜像宇宙 ， 在那里 ， 我们所知道的粒子被另一种奇异的粒子所取代：镜像物质 。
大多数涉及类似这样的平行宇宙的场景都是不可测试的 ， 因为我们被限制在我们自己的宇宙中 ， 与任何其他的宇宙都没有联系 。 然而 ， 如果有一个特定的想法是正确的 ， 那么可能会有一个实验等待我们的完成 。 但即使它产生了积极的结果 ， 你也不应该相信它 。 为什么？
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从大爆炸余辉中以某种特定方式偏振的光将证明引力是一种内在的量子力 。 但是 ， 将BICEP2声称的极化信号错误地归因于引力波是混淆信号与噪声的一个经典例子 。
当有一个实验或观察的结果 ， 你不能用你目前的理论来解释 ， 你必须把它记下来 。 不符合我们预期的可靠测量结果可能是零 。 比如：BICEP2合作组织声称探测到了来自膨胀的引力波 ， OPERA实验中声称比光还快的中微子在 ， 或者几年前在大型强子对撞机上 ， 双光子“撞击”被认为是新粒子存在的证据 。
在所有这些情况下 ， 要么是研究团队分析的方式出现了错误 ， 要么是将信号的组成部分归因于错误 ， 要么是实验设置出现了错误 ， 要么观察到的效应只是随机的统计波动 。
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2015年的ATLAS和CMS双光子碰撞 ， 在750GeV左右明显相关 。 这一提示结果在大于3-sigma时是显著的 ， 但随着更多的数据完全消失 。 这是一个统计波动的例子 ， 它是实验物理学中容易使科学家误入歧途的“离题”之一 。
然而 ， 有时确实有一些结果看起来令人困惑：如果宇宙以我们认为的方式运行 ， 那么实验结果就不应该是我们想象的那样 。 这些结果往往是我们即将发现新物理学的预兆 ， 但它们也常常是无用功 。 更糟糕的是 ， 他们可能会变成哑弹 ， 他们之所以看起来有趣 ， 只是因为有人在某个地方犯了一个错误 。
也许介子的异常磁矩会把我们带到某个有趣的地方 。 也许来自LSND和MiniBooNe的奇怪中微子将预示着新物理学的到来 。 也许AMS实验检测到的无法解释的正电子过剩意味着我们即将检测到暗物质 。
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费米实验室微型布恩实验方案 。 一束高强度的加速质子束被聚焦在一个目标上 ， 产生的介子主要衰变为介子和介子中微子 。 由此产生的中微子束由微型布恩探测器表征 。
在所有这些情况下 ， 以及其他许多情况下 ， 重要的是要同时做好理论和实验工作 。 从理论的角度来看 ， 这意味着要对新理论预测的预期信号与主流理论预测的背景信号有很强的定量理解 。 你必须理解你的新理论和它试图取代的理论应该产生什么样的信号 。
从实验的角度来看 ， 这意味着理解你的背景/噪音 ， 并寻找叠加在背景上的多余信号 。 只有将观测到的信号与预期的背景进行比较 ， 并观察到明显的过量 ， 才有希望进行鲁棒检测 。 只有当希格斯玻色子的证据具有一定的意义时 ， 我们才能声称发现了确凿的证据 。


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