数学题挑战：
来自《乔韶不需要安慰》（网络原名《学渣同桌不需要安慰》）的随书赠品测试，关于书本的知识磨叔都已经答出来了，唯独这道立体几何阻碍了磨叔的学霸之路，请求各位英雄好汉前来相助！
率先答出此题者，磨叔将送感谢礼—《乔韶不需要安慰》亲签一本（注：数学题不写过程没有分数哦，评论区写下解题过程吧[憧憬]）
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第五二四天，通过将被称为中子的亚原子粒子对准硅晶体，并以极高的灵敏度监测结果，NIST的科学家们能够获得三个不同寻常的结果:20年来首次使用一种独特的方法测量了一种关键的中子性质;在硅晶体中与热相关振动的影响的最高精度测量;以及对可能存在的“第五种力”强度的限制，超出了标准物理理论。
研究人员在《科学》杂志上报道了他们的发现。
为了在原子尺度上获得有关晶体材料的信息，科学家们通常会将一束粒子(如x射线、电子或中子)对准晶体，并在它穿过晶体的晶格状原子几何平面时检测光束的角度、强度和图案。
这些信息对于表征微芯片组件的电子、机械和磁性特性以及各种新型纳米材料的下一代应用(包括量子计算)至关重要。我们已经知道了很多东西，但要想继续进步，需要越来越详细的知识。
“对硅晶体结构的理解大大提高了，硅是构建一切的‘通用’衬底或基础材料，将对理解在量子效应限制测量精度的点附近工作的组件的本质至关重要，”NIST高级项目科学家Michael Huber说。
像所有的量子物体一样，中子既有点状粒子的性质，也有波的性质。当中子穿过晶体时，它会在被称为布拉格平面的原子行或层之间或层上形成驻波(就像拨弦的吉他弦)。当来自这两条路径的波结合在一起，或者用物理学的说法是“干涉”时，它们就会产生称为pendellösung振荡的微弱模式，这为了解中子在晶体内所受的力提供了线索。
原子核中的每个中子都是由三种称为夸克的基本粒子组成的。三个夸克的电荷之和为零，使其呈电中性。但是这些电荷的分布是这样的，正电荷更有可能出现在中子的中心，而负电荷则朝向外部。来源:NIST
“想象两把完全相同的吉他，”Huber说。“以同样的方式拨动它们，当弦振动时，将其中一根弦沿着有速度障碍的道路移动——也就是说，沿着晶格中的原子平面移动——并将另一根弦沿着同样长度的道路移动，而没有速度障碍——类似于在晶格平面之间移动。比较两把吉他的声音可以让我们了解减速带:它们有多大，有多平滑，形状是否有趣?”
位于马里兰州盖瑟斯堡的NIST中子研究中心(NCNR)与来自日本、美国和加拿大的研究人员合作进行的最新工作，使硅晶体结构的精密测量提高了四倍。
在一个惊人的结果中，科学家们用一种新的方法测量了中子的电“电荷半径”，其半径值的不确定性与使用其他方法的最精确的先前结果相竞争。中子顾名思义，是电中性的。但它们是由三种被称为夸克的基本带电粒子组成的复合物体，这三种粒子具有不同的电特性，并不是完全均匀分布的。
因此，一种夸克的主要负电荷倾向于位于中子的外部，而净正电荷则位于中心。这两种浓度之间的距离就是电荷半径。这个维度对基础物理学来说很重要，它已经被类似的实验测量过，但结果却大相径庭。pendellösung的新数据不受被认为导致这些差异的因素的影响。
在带电环境中测量pendellösung振荡提供了一种测量电荷半径的独特方法。“当中子在晶体中，它就在原子电云中，”NIST的本杰明·希科克(Benjamin Heacock)说，他是《科学》杂志论文的第一作者。
“在那里，因为电荷之间的距离是如此之小，原子间的电场是巨大的，在每厘米1亿伏特的数量级。由于磁场非常非常大，我们的技术对这样一个事实很敏感，即中子的行为就像一个球形复合粒子，其核心略为正，周围外壳略为负。”
在像硅这样的规则晶体中，有许多平行的原子片，每片原子构成一个平面。用中子探测不同的平面揭示了晶体的不同方面。
x射线散射是替代中子的一种有价值的方法。但它的准确性受到了由热引起的原子运动的限制。热振动使晶体平面之间的距离不断变化，从而改变被测量的干涉图样。
科学家们使用了neutron pendellösung振动测量来测试x射线散射模型预测的值，发现一些人明显低估了振动的幅度。
结果为x射线和中子散射提供了有价值的补充信息。“中子几乎完全与原子核中的质子和中子相互作用，”Huber说，“x射线揭示了电子是如何在原子核之间排列的。”这种互补的知识加深了我们的理解。
“我们的测量如此敏感的一个原因是，中子穿透晶体的深度要比x射线深得多——一厘米或更多——因此测量的原子核数量要大得多。我们已经发现了证据，证明原子核和电子可能不象一般假定的那样剧烈振动。这改变了我们对硅原子在晶格内如何相互作用的理解。”
标准模型是目前被广泛接受的关于粒子和力在最小尺度上如何相互作用的理论。但它对自然如何运作的解释并不完整，科学家们怀疑宇宙中还有比该理论所描述的更多的东西。
标准模型描述了自然界的三种基本力:电磁力、强力和弱力。每一种力都通过“载体粒子”的作用来发挥作用。例如，光子是电磁力的载体。但是，标准模型还没有在描述自然时纳入重力。此外，一些实验和理论表明可能存在第五种力。
研究人员在《科学》杂志上报道了他们的发现。
为了在原子尺度上获得有关晶体材料的信息，科学家们通常会将一束粒子(如x射线、电子或中子)对准晶体，并在它穿过晶体的晶格状原子几何平面时检测光束的角度、强度和图案。
这些信息对于表征微芯片组件的电子、机械和磁性特性以及各种新型纳米材料的下一代应用(包括量子计算)至关重要。我们已经知道了很多东西，但要想继续进步，需要越来越详细的知识。
“对硅晶体结构的理解大大提高了，硅是构建一切的‘通用’衬底或基础材料，将对理解在量子效应限制测量精度的点附近工作的组件的本质至关重要，”NIST高级项目科学家Michael Huber说。
像所有的量子物体一样，中子既有点状粒子的性质，也有波的性质。当中子穿过晶体时，它会在被称为布拉格平面的原子行或层之间或层上形成驻波(就像拨弦的吉他弦)。当来自这两条路径的波结合在一起，或者用物理学的说法是“干涉”时，它们就会产生称为pendellösung振荡的微弱模式，这为了解中子在晶体内所受的力提供了线索。
原子核中的每个中子都是由三种称为夸克的基本粒子组成的。三个夸克的电荷之和为零，使其呈电中性。但是这些电荷的分布是这样的，正电荷更有可能出现在中子的中心，而负电荷则朝向外部。来源:NIST
“想象两把完全相同的吉他，”Huber说。“以同样的方式拨动它们，当弦振动时，将其中一根弦沿着有速度障碍的道路移动——也就是说，沿着晶格中的原子平面移动——并将另一根弦沿着同样长度的道路移动，而没有速度障碍——类似于在晶格平面之间移动。比较两把吉他的声音可以让我们了解减速带:它们有多大，有多平滑，形状是否有趣?”
位于马里兰州盖瑟斯堡的NIST中子研究中心(NCNR)与来自日本、美国和加拿大的研究人员合作进行的最新工作，使硅晶体结构的精密测量提高了四倍。
在一个惊人的结果中，科学家们用一种新的方法测量了中子的电“电荷半径”，其半径值的不确定性与使用其他方法的最精确的先前结果相竞争。中子顾名思义，是电中性的。但它们是由三种被称为夸克的基本带电粒子组成的复合物体，这三种粒子具有不同的电特性，并不是完全均匀分布的。
因此，一种夸克的主要负电荷倾向于位于中子的外部，而净正电荷则位于中心。这两种浓度之间的距离就是电荷半径。这个维度对基础物理学来说很重要，它已经被类似的实验测量过，但结果却大相径庭。pendellösung的新数据不受被认为导致这些差异的因素的影响。
在带电环境中测量pendellösung振荡提供了一种测量电荷半径的独特方法。“当中子在晶体中，它就在原子电云中，”NIST的本杰明·希科克(Benjamin Heacock)说，他是《科学》杂志论文的第一作者。
“在那里，因为电荷之间的距离是如此之小，原子间的电场是巨大的，在每厘米1亿伏特的数量级。由于磁场非常非常大，我们的技术对这样一个事实很敏感，即中子的行为就像一个球形复合粒子，其核心略为正，周围外壳略为负。”
在像硅这样的规则晶体中，有许多平行的原子片，每片原子构成一个平面。用中子探测不同的平面揭示了晶体的不同方面。
x射线散射是替代中子的一种有价值的方法。但它的准确性受到了由热引起的原子运动的限制。热振动使晶体平面之间的距离不断变化，从而改变被测量的干涉图样。
科学家们使用了neutron pendellösung振动测量来测试x射线散射模型预测的值，发现一些人明显低估了振动的幅度。
结果为x射线和中子散射提供了有价值的补充信息。“中子几乎完全与原子核中的质子和中子相互作用，”Huber说，“x射线揭示了电子是如何在原子核之间排列的。”这种互补的知识加深了我们的理解。
“我们的测量如此敏感的一个原因是，中子穿透晶体的深度要比x射线深得多——一厘米或更多——因此测量的原子核数量要大得多。我们已经发现了证据，证明原子核和电子可能不象一般假定的那样剧烈振动。这改变了我们对硅原子在晶格内如何相互作用的理解。”
标准模型是目前被广泛接受的关于粒子和力在最小尺度上如何相互作用的理论。但它对自然如何运作的解释并不完整，科学家们怀疑宇宙中还有比该理论所描述的更多的东西。
标准模型描述了自然界的三种基本力:电磁力、强力和弱力。每一种力都通过“载体粒子”的作用来发挥作用。例如，光子是电磁力的载体。但是，标准模型还没有在描述自然时纳入重力。此外，一些实验和理论表明可能存在第五种力。
#译林读书[超话]##牛津通识读本##翻书党# 天文学相关的知识，所知道的太少，从小看过的就是《十万个为什么》里面的天文卷，前一段时间看过《星星离我们有多远》，自此才知道一点点关于几何学，物理学与天文学的关系。我们在启蒙和科普的这条道路上还需要走很远，近现代的研究成果及形成的理论大部分与西方的科学及标准有关，近500年来我们国家在此方面的成就很少，这不是一门孤立的学科，与航海，太空，甚至制造业都有很大的关系。我问了一下孩子，在这几年的教程中是否有天文学的知识，孩子说没有。所以我们应该有一些科普或交叉的东西融入到学科之中，我们的生活更加丰富多彩。
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