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世界最大对撞机“开撞”

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天道无极 发表于 2008-9-9 14:53 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 马来西亚

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世界最大对撞机“开撞”                                            





2008-09-09                         新浪科技   





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欧洲大型强子对撞机(LHC)定于10日启动,加速第一批质子,测试超导电磁体控制性能,为高速粒子对撞实验做准备。与此同时,很多民众担忧这会吞噬地球,使得科学家哭笑不得,甚至不断收到死亡威胁的电话和电子邮件。

一些科学家预言,10日因此将成为物理学研究的重要里程碑。

据新华社电 910,威力强大的大型强子对撞机(LHC)将被启用。大型强子对撞机是世界最大的粒子加速器,建于瑞士和法国边境地区地下100深处的环形隧道中,隧道全长26.659公里

对撞机“开足马力”后,能把数以百万计的粒子加速至将近每秒钟30万公里,相当于光速的99.99%。粒子流每秒可在隧道内狂飙11245圈,单束粒子流能量可达7万亿电子伏特。

10万倍于太阳温度

欧洲核子研究中心定于10日将第一批质子注入对撞机,开始加速测试。科学家将检验对撞机各组成部分电路,检测对撞机整体运行状况。

如测试成功,欧洲核子研究中心下一步将着手反方向的粒子加速测试,为粒子高速对撞做准备。

运行方向相反的两束高速粒子流一旦对撞,碰撞点将产生极端高温,最高相当于太阳中心温度的10万倍。

大型强子对撞机探测器“ATLAS”项目发言人彼得·热尼8日告诉法新社记者:“我们将(由此)进入一片物理学新领域。周三将是非常重要的里程碑。”

这个世界上最大的机器,除了为有望揭开宇宙起源的奥秘,还将揭开哪些谜团呢?以下就是欧洲核子研究中心网站上披露的有关信息。

过去几十年来,物理学家不断在细节上加深对构成宇宙的基本粒子及其交互作用的了解。了解的加深让粒子物理学的“标准模型”变得更为丰满,但这个模型中仍存在缝隙,以至于我们无法绘制一幅完整的图画。为了帮助科学家揭示粒子物理学上这些关键性的未解之谜,需要大量实验数据支持,大型强子对撞机便担负起“数据提供者”的角色,这也是非常重要的一个步骤。大型强子对撞机能够将两束质子加速到空前的能量状态而后发生相撞,此时的撞击可能带来意想不到的结果,绝对是任何人都无法想象的。

牛顿未完成的工作——什么是质量?

质量的起源是什么?为什么微小粒子拥有质量,而其它一些粒子却没有这种“待遇”?对于这些问题,科学家到现在也没有找到一个确切答案。最有可能的解释似乎可以在希伯斯玻色子身上找到。希伯斯玻色子是“标准模型”这一粒子物理学理论中最后一种尚未被发现的粒子,它的存在是整个“标准模型”的基石。早在1964年,苏格兰物理学家彼得·希格斯(Peter Higgs)便首次预言存在这种粒子,但迄今为止,科学家仍未见过它的庐山真面目。

ATLAS CMS实验将积极寻找这种难于捉摸的粒子存在迹象。

一个“看不见”的问题——96%的宇宙由什么构成?

我们在宇宙中看到的一切——从小蚂蚁到巨大的星系——都是由普通粒子构成的。这些粒子被统称为物质,它们构成了4%的宇宙。余下的部分据信由暗物质和暗能量构成,对它们进行探测和研究的难度不可想象。研究暗物质和暗能量的性质是当今粒子物理学和宇宙学面临的最大挑战之一。

ATLAS CMS实验将寻找超级对称的粒子,用于验证一种与暗物质构成有关的假设。

大自然的偏好——为什么找不到反物质?

我们生活在一个由物质构成的世界,宇宙万物——包括我们人类在内都是由物质构成的。反物质就像物质的一个孪生兄弟,但它却携带相反电荷。在宇宙诞生时,“大爆炸”产生了相同数量的物质和反物质。然而,一旦这对孪生兄弟碰面,它们就会“同归于尽”,并最终转换成能量。不知何故,少量物质幸存下来,并形成我们现在生活的宇宙,而它的孪生兄弟反物质却几乎消失得无影无踪。为什么大自然不能一碗水端平,平等对待这对孪生兄弟呢?

LHCb实验将寻找物质与反物质之间的差异,帮助解释大自然为何如此偏向。此前的实验已经观察到两者之间的些许不同,但迄今为止的研究发现还不足以解释宇宙中的物质和暗物质为何在数量上呈现出明显的不均衡。

“大爆炸”的秘密——物质在宇宙诞生后的第一秒呈什么状态?

构成宇宙万物的物质据信来源于一系列密集而炽热的基本粒子。现在宇宙中的普通物质由原子构成,原子拥有一个由质子和中子构成的核子,质子和中子都是被称之为“胶子”的其它粒子束缚夸克形成的。这种束缚非常强大,但在最初的宇宙,由于温度极高加之能量巨大,胶子很难将夸克结合在一起。也就是说,这种束缚似乎是在“大爆炸”发生后的最初几微秒内形成的,此时的宇宙拥有一个由夸克和胶子构成的非常炽热而密集的混合物,也就是所说的“夸克-胶子等离子体”。

ALICE实验将利用大型强子对撞机模拟大爆炸发生后的原始宇宙形态,分析夸克-胶子等离子体的性质。

隐藏的世界——空间的额外维度真的存在吗?

根据爱因斯坦广义相对论,人类生存的三维空间加上时间轴即构成所谓四维空间。后来的理论认为,可能存在拥有隐藏维度的空间。弦理论便暗示额外的空间维度尚未被人类观察到,它们似乎会在高能条件下显现出来。基于这种推测,科学家将对所有探测器获得的数据进行仔细分析,以寻找额外维度存在迹象。




                               
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80个国家参与

大型强子对撞机2003年开始修建,将近80个国家和地区的2000多名科学家参与这一研究项目。科学家希望,能够在对撞机前所未有的对撞能量帮助下,探秘“希格斯玻色子”和其他未解之谜。

希格斯玻色子44年前由英国物理学家彼得·希格斯预言,视之为物质的质量之源以及电子和夸克等形成质量的基础。希格斯提出,其他粒子在希格斯玻色子构成的“海洋”中游弋,受它的作用产生惯性,最终有了质量。

在粒子物理学标准模型所预言的62种基本粒子中,只有希格斯玻色子迄今仍未“显形”。

希格斯即将迎来80岁生日,今年参观大型强子对撞机后感慨道:这一机器让他找到信心,“几乎可以确定,不久就可以发现希格斯玻色子”。

另外,科学家期望借力对撞机研究“超对称理论”和宇宙大爆炸等内容。欧洲核子研究中心主管罗伯特·艾马说,他相信科学家将借助于这一机器获得重大突破性发现。

不可能吞噬地球

一些人担心,高速粒子流对撞产生的巨大能量会产生“黑洞”,瞬间吞噬地球。

为此,欧洲核子研究中心不得不委派一个专家小组,借助于计算向人们证实,这种情况不可能发生。法国方面也作了类似安全评估。

艾马说,一次试运行足以产生一大堆数据,科学家需要大量时间分析,“要想着手发现新东西,需要数周或数月时间”。

大型强子对撞机定于今年年底前全部建成,开始投入正式运行。英国《新科学家》杂志评论说:“大型强子对撞机不只是一台机器,还代表了我们这代人对知识的渴求。”

对撞机启动在即 科学家频收威胁电话

910,威力强大的大型强子对撞机(LHC)将被启用。然而,就在此世界最大机器启动之际,为此日夜工作的科学家却不断收到死亡威胁的电话和电子邮件。

届时,高速粒子将在瑞士日内瓦附近的大型强子对撞机内开始围绕着其27公里长的圆形管道循环前进,当粒子以近光速的速度彼此撞击时,将会产生从来没有看到过的巨大能量。民众为此引发深度担忧,其中主要是担忧它会释放强大能量,制造出无法控制的黑洞,吞噬地球。

为避免灾难到来,这些人纷纷给相关科学家发出了死亡警告,令科学界非常恼火。英国曼彻斯特大学的布赖恩·柯克斯表示,美国诺贝尔奖获得者、麻省理工学院(MIT)的物理学家弗兰克·威尔泽克甚至已经收到死亡威胁警告。柯克斯气愤地说:“任何认为大型强子对撞机会毁灭世界的人都是傻瓜。”

此外,大型强子对撞机公关部部长吉利斯表示他接到了声泪俱下的请求电话,恳求他让此耗资45亿英镑的机器能停止作业。

更可气的是,他们已经向法庭起诉此事,要求中止大型强子对撞机的启动。这是历来由科学实验引发的最显著的担忧。但最新发表的新报告作出结论,称此实验对人类没有威胁。



据英国《卫报》报道,AC·格雷林(AC Grayling)说过,探索未知世界可能是一种冒险行为,但这个险经常是值得我们去冒的。令人感到吃惊的是,我们在过去的25年来并未在基础物理学研究方面取得任何重要发现。曾经何时,所有人都将目光集中在“弦理论”上,并为此提出大量无法进行验证的假设,试图依此实现自然力的统一,解释物质的基本结构。然而,所有这些努力实际上都没有让粒子物理学向前迈进一步,自上世纪70年以来,这一领域就没有发生过任何变化。

如果不出意外的话,随着大型强子对撞机的启动,这种“尴尬”将被抛到九霄云外,粒子物理学会就此翻开新的一页。但这个险我们值不值得冒呢?加莱道雄(Michio Kaku)指出,重建第一瞬间的宇宙在某种程度上是一种冒险行为,现在讨论的大问题就是这个险是否值得一冒。所谓的冒险包括产生一个迷你黑洞或者能够吞噬地球及一切事物的怪异粒子。

在科学研究的征途上,这种进退两难已经不是第一次出现了。对知识的探求经常是要冒一点风险的,例如对以往已确定之事的颠覆,或者说颠覆已确立的体系和被广泛接受的想法及观点,进而招致别人的敌意和大多数人反对;被食人族俘获或者从世界的边缘跌落。实际上,我们现在所要面临的风险与过去完全不同,所接受的挑战也是过去无法相比的。但如果让胆怯占据我们的内心,人类社会将不会取得长足发展。幸运的是,这种“如果”是不成立的,总有一些人踏上冒险之旅。如果不是这样,我们可能仍停留在原始社会。

在现代科学发展初期,也就是16世纪和17世纪,一些研究人员甘冒被烧死在木桩上的危险,坚持和捍卫他们的“异端邪说”。另有一些人则冒着被他们用来做实验的物质杀死的危险,继续朝着自己希望的道路前进。值不值得冒险这个问题是经常出现的,风险毕竟无处不在,它可能出现在炼丹术士的丹炉,也可能出现在化学家的实验室。无论是丛林探险家、航天飞机上的宇航员还是登月舱,都要经受属于他们自己的风险和考验。

在科学和技术探索过程中,一个又一个英雄涌现出来,有些被人赞颂,有些则始终默默无闻。正是他们的冒险行为为人类科技发展作出了不可磨灭的贡献。如果将“零风险”作为一切科学研究的前提条件,英雄将很难诞生,而我们也不可能取得任何成就。

对于大型强子对撞机,一些人坚决地说“不,这个险不值得冒”,虽然无意中产生黑洞的可能性微乎其微。在这些人看来,上演大型强子对撞机实验如同小孩子的危险游戏,为了知道嘀嗒声从何而来,便不惜让钟表粉身碎骨。反对者认为,不敢冒险等同于自己放弃机会,这种放弃意味着我们关闭进一步了解未知世界的大门。

知识、进步和发现让人类告别无知和猜想,不敢尝试、不敢探索的后果绝不是停滞不前那么简单,而是一种倒退,这是追求进步的人所无法容忍和接受的。从这个意义上说,欧洲核子研究中心(简称CERN)进行大型强子对撞机实验的这个险是应该冒,也是值得冒的。毕竟有太多的东西等着我们去发现,如果现在停下来,其结果无异于用叉子喝汤,费了很大力气,还是一无所获。

神经紧绷的风险评估人员表示,他们只希望实验推迟而不是叫停,参与试验的科学家可利用这段时间消除外界对迷你黑洞和怪粒子产生的疑问。但我们必须意识到,试图排除风险将是一个没有终点的旅程。如果当时的克里斯托弗·哥伦布脑子里只想着“如何做到零风险”,他永远也不会踏上美洲新大陆的土地。从某种程度上说,冒险已经成为收获的一个代名词。

古代的炼丹术士偶然间将不同物质塞进炼丹炉,从而发明了火药;哥伦布的船队于1492年踏上向西航行的征程;人类于1969年第一次成功登上月球,所有这些都有冒险成分,但我们必须承认,他们所冒的险与在一个巨型“试管”内重建宇宙初期形态是无法相提并论的。对于哥伦布环球之行来说,承受风险的只不过是他本人以及“尼娜”号、“平塔”号和“圣玛丽亚”号的船员,对于“阿波罗”号登月,承受风险的人也只有尼尔·阿姆斯壮(Neil Armstrong)、巴兹·奥尔德林(Buzz Aldrin)和迈克尔·柯林斯(Michael Collins),但对于大型强子对撞机实验,可能承受风险的人就实在太多了,有人甚至怀疑实验会摧毁这个世界。

反对者可能认为,如果大型强子对撞机可能对这个世界带来伤害,即使这种可能性很小,我们也应该关掉它的开关,这才是一种对人类负责任的做法。但我们不要忘了,我们也有保持探索脚步的责任,我们要用大胆的探索积累我们的知识和进一步了解这个世界。基于过去所有冒险者的行为和收获的成果,我们必须得出这一结论,并勇敢地加以实践。
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poweru235 发表于 2008-9-9 15:11 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京–丰台区 联通
撞出个黑洞来 呵呵
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海尔-波普彗星 发表于 2008-9-9 20:12 | 显示全部楼层 来自: 中国–江苏–南通 电信/南通大学
我以为国外的这方面的普及应该比国内好很多,原来还是有不少这样的人啊,呵呵。。。。。不过,撞个黑洞出来把地球吞噬了,确实有点怕怕:-)
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蓝色行星 发表于 2008-9-9 20:20 | 显示全部楼层 来自: 中国–湖北–宜昌 电信
呵呵,对于这些试验,没有人有百分之一百的把握肯定会发生什么事情。不如我们来做一个猜测:之所以我们到现在都没有发现外星 智慧生命,难道都是因为进入高能粒子物理阶段做试验把自己玩完了?
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银河负熵 发表于 2008-9-9 23:54 | 显示全部楼层 来自: 中国–新疆–乌鲁木齐–水磨沟区 电信
人类历史上最恐怖的冒险!太可怕了 ,有可能造出黑洞把整个地球甚至太阳系从宇宙中抹去!!

[ 本帖最后由 银河负熵 于 2008-9-9 23:55 编辑 ]
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hiblue 发表于 2008-9-10 00:34 | 显示全部楼层 来自: 中国–广东–深圳 电信
好象是明天开机.
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poweru235 发表于 2008-9-10 01:13 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京–丰台区 联通
星期三什么事情都不要干了 好好享受把
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幽哎浮欧 发表于 2008-9-10 11:59 | 显示全部楼层 来自: 中国–四川–达州 联通
不要再撞出个地球啊
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hjfgcx 发表于 2008-9-10 12:35 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京–昌平区 联通

如果霍金蒸发是对的。

他就获得诺贝尔奖。
要么,我们都完蛋。
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hiblue 发表于 2008-9-10 13:31 | 显示全部楼层 来自: 中国–广东–深圳 电信
最好制造一些黑洞出来,哈哈,
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 楼主| 天道无极 发表于 2008-9-10 13:49 | 显示全部楼层 来自: 马来西亚
小弟也相信霍金的理论有成立的可能性!至于说撞出个黑洞或未知的粒子会把地球毁掉是危言耸听同时也是不必要且过分的担心了。
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清风幻影 发表于 2008-9-12 08:33 | 显示全部楼层 来自: 中国–河南–濮阳 联通
现在的这个东西引起的争论太多了。
黑洞,什么的,太多了,还是期待试验结果
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