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欧洲大型强子对撞机将揭宇宙形成秘密

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发表于 2006-11-20 21:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
老杨团队,追求完美;客户至上,服务到位!
据中国国际广播电台报道 迄今为止最大的科学研究设备——大型强子对撞机,正在紧张的安装调试之中。欧洲粒子物理研究所的研究人员,正在一条长达27公里的地下隧道里,安装这台巨型管状粒子加速器及其相关设备。几个月后,它就将投入运行。届时,科学家们将可能不仅获得宇宙起源研究的资料,而且制造出黑洞。; k- j: t7 j$ I9 r" x

3 J/ K& y, v9 t, I  对撞机工作的机理是:对两束粒子同时加速,使它们以接近光速的速度运动,然后让它们相撞。科学家们的计算显示:每个质子在撞向另一个质子时,其携带的能量相当于一辆重400吨的火车以每小时200公里的速度前进时所具有的能量。科学家们预测,每秒钟可以发生约8亿次这样的碰撞,而每次碰撞都能够产生一些亚原子碎片,供科学家们筛选和研究。
5 r/ u, K! ]" Q5 Y9 }( D8 F  w, J0 S$ R
  而科学家们最想找到的,可能就是希格斯玻色子了。很多年以来,物理学界一直没有解决一个看似简单的问题,即物质为什么拥有质量?1964年,英国爱丁堡大学物理学教授彼得·希格斯提出了一个玻色子的理论,用以回答这个问题。  ^( X/ m  B9 G5 u. O  W% O

% c. \& e- R/ {, p  科学家们还希望在对撞过程中可以产生他们所感兴趣的其他东西,比如黑洞。欧洲粒子物理研究所的研究人员希望,大型强子对撞机可以轰开人类所不知道的其他宇宙维度,它就可能释放出巨大的能量,从而将其周围的物质吸进去,形成人造的微型黑洞。
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 楼主| 发表于 2006-11-20 21:11 | 显示全部楼层
到时就可以验证四维或以上的空间维度是否真的存在了.
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 楼主| 发表于 2006-11-20 21:30 | 显示全部楼层
2001年12月,欧洲核子研究中心的科学家在进行了为' h1 b# S! s8 C0 E+ X. j& }0 ?; F
期一年的数据分析后,公布了对该中心大型正负电子对撞机关闭
) r1 o, Y& `9 w9 w4 |前最后5年为寻找希格斯玻色子而进行的大量实验的结果:没有
6 |/ D8 I& }: g+ s- c' i. U发现希格斯玻色子存在的证据。. H$ y* s, }* `/ N
0 x4 A* w6 C, l8 a4 d& w( |
  追求完美无疑是人类的天性之一。就好比我每每重装电脑时1 u) |/ n* U+ V
总是要从FDISK做起,尽管大多时候FORMAT完全可以  L) N1 f* ]5 ]7 q8 B
解决问题,但总觉得这样颇不完美,累且繁复一点成为追求完美
; E- s) t  S  m$ {1 i的代价在我看来完全值得。当然,这个例子似乎并非“人类追求
/ j) D$ G# y# M完美”的强力明证,但似乎还有点逻辑价值。一千个人所追求的
( R6 V; [% ~& c完美可能远远超过一千种形式,但在数千年研究积累之下,如今
: W, D" K' D2 D- y$ g4 g大多数的粒子物理学家们对于完美的追求已经变的单一了,那就
+ j4 B" h( b6 @0 ]8 C8 |6 F' m4 L是——验证希格斯玻色子的存在。& V+ U: X& z" o8 [) a

' W! x. _3 M9 g& X, D+ W  粒子学家们的这一追求是完全可以理解的。因为数千年来,
3 ~" B5 A& n; i1 K7 D人类在对物质本质的研究领域已经走到了这一步,那就是一旦验
; M. _5 b  \! F& w; o' n证了希格斯玻色子的存在,物质构成之谜的神秘面纱就伸手可及!" O% H* S% o! G9 s! U$ C5 f* _9 ~
有了希格斯玻色子,统一理论就完全成立了,将有更多的世间万2 D$ C3 g& j# R$ I
象因此而被认知,科学的世界也就毫无疑问的更加完美。有人因% }) m6 @' l- n) |( Z
此将希格斯玻色子比做粒子物理学领域的“圣杯”,然而在我看
! m. u1 `' j/ s! {来,它更像是促成人类追求完美的天使。1 B* b# \0 {' F; Q$ b& N; X0 }
$ D: O7 f/ o. t
  还是让我们具体的看看,希格斯玻色子究竟是个什么样的东% j8 @* j' e# I( d4 b$ X$ A
东。$ t+ Z; d+ N! d' F3 O& A

$ ^( v4 T& N) L% V* Y. Q5 o  人们已经发现,自然界中物体之间千差万别的相互作用,可
$ @4 }8 P* c  R+ p% `& I以简单的划分为四种力:即引力、电磁力、维持原子核的强作用
* A0 }, s3 V7 T6 J7 I! h力和产生放射衰变的弱作用力。在爱因斯坦的广义相对论解决了
3 z( O$ f6 b7 k, |7 L; g重力的问题之后,人们很自然的开始尝试建立一个统一的模型,
$ r( d. l  ~! p( I以期解释通过后三种力相互作用的所有粒子。准确的说,这一假0 C2 M" V- o6 s2 @6 x  _% i9 [
设模型被称为标准模型,它把基本粒子(构成物质的亚原子结构)
3 p3 K7 `  ~% n' M* _/ A+ i1 q分成三大类:夸克、轻子与玻色子。不用去管这个理论多么复杂,1 N, x6 L2 @' \+ V  M9 A# _" N
我们需要知道的只是借助于这一理论使得物理学家们眼中的世界
5 [' U- @: @; T+ o' w变得简单起来:夸克借助于强作用力结合起来,由此产生出质子" K( x. `2 C4 X# Z+ Z
和中子;这两种粒子再形成原子核。而属于轻子家族的电子则绕  B& F! y$ O" }9 j7 h1 u
着原子核旋转,从而形成完整的原子结构。其他已知的亚原子粒# f; B; P$ z7 }8 A- ?) d: F2 s/ t/ z
子,要么可归入轻子家族,要么是不同的夸克组成的。2 p$ p  s) B9 o1 k! e  V; {

3 U: G5 F' Y9 ~9 B/ B% Q  标准模型的出现,使得各种粒子如万鸟归林般拥有了一个共
9 e0 z& J2 ?1 @" f7 P' D同的“家园”,而且尤其让人陶醉的是,在这个模型中不同粒子* h( Y2 x5 R, Z% D* [6 u( I$ \
的性质大体上都可以用具有数学对称性的定律来决定,非常之完" x8 N/ h* Y/ y2 V& Z8 o" \
美。然而,这种完美有个致命的缺陷,那就是该模型预测出的粒) n- i* m  K" P1 G' U2 J: g
子没有任何差别并且质量都为零。于是,物理学家们开始了并不) A3 B( ^5 n: F3 Y& Z  p
陌生的修补理论大厦的工作,他们假定了希格斯场的存在。进一
9 y, f2 Y! y/ u; A& q" z+ l, s步,由于任何已知的场都有与之相关的粒子,因此假设前进一步
% B0 x& s( G  |4 c4 h! n5 |9 @的假设就导致了天使的出场——希格斯玻色子的存在。
1 u( S4 [, f! b* t
% M/ g! e0 N% ?换个角度,让我们从假设的结论出发追溯回去似乎更容易理# `% ?+ D' U% z( W( B6 \
解。假设出的希格斯玻色子是物质的质量之源,是电子和夸克等- {* s! ~( D# C, `$ s! O4 ]1 n
形成质量的基础。其它粒子在希格斯玻色子构成的“海洋”中游
0 e' k( _$ a& Y' A8 Z1 m% o弋,受其作用而产生惯性,最终才有了质量。而后所有的粒子在
% o% o6 \" K0 k除引力外的另三种力的框架中相互作用,统一于标准模型之下,) G1 D4 R1 J# |/ X1 G6 R
构筑成大千世界。标准模型预言了62种基本粒子的存在,这些2 P' x; |9 v3 q/ C! s" u+ k, g
粒子几乎都已被实验所证实,希格斯玻色子是最后一种未被发现
( }; M. h! ?# T: z的基本粒子。
$ Z5 R" V" b1 v
" a: T& B; z# h  X0 C. T9 Y# q  其实科学家们的完美在进入本世纪的时候几乎就要实现:2
; W% W  C& N8 Y, A2 v000年9月,欧洲核子研究中心大型正负电子对撞机(LEP)
% \/ i# k8 g& n) n7 \研究项目的科学家介绍说,他们在实验中发现了一些表明希格斯
$ {2 C5 A; l( T8 R$ @' o' U  J& i- I玻色子存在的迹象。天使似乎终于露出了她的微笑,然而可惜的
! j& T1 e* f2 d- \是,天使的笑容并非如同蒙娜丽莎般永恒。当人们为欧洲核子研6 r8 m) W- r! h5 d, S
究中心的科学家们更确切的证据翘首期待一年之后,等来的却是
$ w; C, i! {- j  T( o# L相反的结果:科学家们没有发现希格斯玻色子存在的证据。如果3 }; ~* v. l/ D) D' @
说有发现的话,那只是去年“发现希格斯玻色子存在迹象”的实
( y0 ]1 {& B) E8 r3 M2 [! A; P验数据分析错误。
; F% U7 f4 ~" y4 o! q# ^: Y+ a( G! Q8 K- L" U$ x) x5 g
  由于现有理论估计希格斯玻色子的质量可能为80吉电子伏,: w; W3 H1 _; U$ E
但欧洲核子中心利用LEP在115吉电子伏的能量水平上依然
6 |1 Y+ e9 U/ |% c4 q没有找到希格斯玻色子,因此许多科学家对这一结果感到十分失- P1 H5 S9 {3 d" u' w9 x, j
望。在这一结论的基础上,科学家们预计希格斯玻色子存在的可6 X' B) C. L( `! V% P- d% O% Z
能性仅剩下30%,如同欧洲核子中心的科学家尼尔·卡德所说:4 \% o4 t1 w9 _  a
“我们失去了大部分的狩猎场”。不过,美梦依然有成真的概率,; ?0 J* a) _" v/ N7 W* T6 A) \
毕竟还剩下30%。对于科学而言,哪怕是0.01%的可能都
% [7 U9 e. }+ X7 D7 g9 N0 n完全可以铸就一幢新的理论大厦。只是,我们这里的希望是为了
% |6 p/ o! [( W/ ^挽救标准模型这座大厦而已。* g* V; t! B! w" q; Q$ P7 X" J' \. v( \! [
  其实,标准模型并非是唯一的理论体系。早在数十年前,就
9 a/ }$ m& {5 g! c, l有人针对标准模型的缺陷提出了新的理论,即超对称理论,甚而: g: q. n: c" j% U! x- n/ w$ d
有之,还有人提出了条件更为宽泛的弦理论。而即使标准模型成$ {6 s0 \/ y8 O7 r2 z4 X, a+ c
立,由于其不能将引力纳入其体系之中也不能满足一些科学家对+ n$ d: {8 M6 _3 \
完美的追求,他们认为宇宙不可能由两种毫不相干的理论统辖。) H1 U9 p- W1 o) e% _- W
所以,希格斯玻色子这一天使即便是降临人世,也应该不会成为$ U8 Z: m7 G/ K6 t
人们追求完美世界的终结。6 |* i2 `1 i# P' c  G' d& `: B

- K# y* l7 i  B/ f  或许,不久人们就会真的发现希格斯玻色子的存在;或许,
1 \1 Q9 r! ~& L, Y: @不久人们将发现其它现有理论模型更加精确并找到另外的天使;
! ?2 U; U, M# g7 `  H或许,人们终将推翻所有现有假设建立全新的理论模型并最终得
. k! o( R; m+ A, B- D  M到验证;或许,人们在得到验证的结果后又发现人类认知的世界
/ M( U$ r6 H4 {. w  y8 C被引入全新的领域;或许……无论如何,我们需要的其实并不是
8 ]0 P1 ]" K; z" W/ t1 |8 v天使,只是一个合理的存在。
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