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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。9 L7 ^- J. V6 U6 s
0 ?4 O5 w( O) p
  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。9 q0 n) x, n( Y  f! d

" x' R. Z  e9 I* S, l7 g$ \  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。
9 s' {% \% ], c3 S$ q
, ^/ ~8 P' d. ?) o  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; @5 x5 v8 F/ ~3 k" g' G2 \
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4 I0 e- l+ D$ f% g" U5 F
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4 g$ D8 \& M- T5 ~/ E$ ], \
发现希格斯玻色子存在的证据。
8 X! E, p2 \- N% `# p$ j, x' Y% n0 M: b
  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% j/ g( s% d! I' r- ]
总是要从FDISK做起,尽管大多时候FORMAT完全可以
5 ?2 l; J: E  X  H+ ]" s) `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! Z- ^, p# z: V* n, g* z( y/ f1 e: c! j+ J
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7 x7 d9 S1 N8 c+ D- Q, k0 \: T$ q
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
: [  D6 s# R' g4 P& w  b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
1 F- d" @( b2 N$ M" D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
5 y5 C- o1 R2 ?2 e$ E' W, z是——验证希格斯玻色子的存在。
6 I8 F4 E1 {$ b8 P+ V
1 A+ u' t+ p& r- T  粒子学家们的这一追求是完全可以理解的。因为数千年来,9 p, u$ W/ Y9 ^5 Z
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
0 n( p$ c2 A( G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!' H0 ?. k6 N' N3 W" u" g( N2 g3 P
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
1 |2 Q1 x  x) P0 T0 {) J" 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
3 c" h8 o9 X* f: x" k0 y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
9 K! \/ E- Q" u0 ^. n: D来,它更像是促成人类追求完美的天使。- P3 I6 S5 A0 V; |' s
! H$ I0 A+ s5 |+ T* r, n
  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
- F! z  B8 l7 g9 T  N) Z4 V8 }东。
. W9 b+ H* x0 E% b/ e" ?) d3 ?3 @: x$ n: g
  人们已经发现,自然界中物体之间千差万别的相互作用,可
: T& z5 s; E( V+ p3 J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, A3 ?$ Q7 u$ n1 Q! A* x3 R5 \, M) V' R
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8 C7 k7 W/ O2 ?6 d+ n5 Y
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,
6 A) t; T4 J# h4 k/ p% |. M' U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; v7 |1 h5 R2 e& s; Q7 z! U8 B
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)
/ Y) v: a! k8 E  ~3 K% P' Z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," J0 v# t) p+ O" b  t0 C
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
) F5 k; q7 h+ G0 Q! ?! R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/ a* L- F" s$ t' p/ c/ Q
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
5 l) L- Q/ q2 F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
" n5 X+ S$ X9 y) k. R4 X8 v子,要么可归入轻子家族,要么是不同的夸克组成的。0 s% I: ~$ u+ W0 o7 L. W2 u
5 J! T" C& X4 \+ l, j8 \! E
  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
  S( G$ F/ n( b' _, U; ^) I+ G1 G同的“家园”,而且尤其让人陶醉的是,在这个模型中不同粒子
, Q/ i6 F4 w$ K: W3 T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
+ m. W% [) o  d0 _* `/ S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
3 A8 I4 y4 e7 V: d- d+ H4 O' Q, h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
( H% w# ]6 }0 {# |  X* v1 U& f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
  t. f, p; F9 ?: 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
5 O3 p0 \6 X2 p& t' w/ x6 `* F7 H5 O的假设就导致了天使的出场——希格斯玻色子的存在。& q% I" F  k# j, V4 S, m+ l% W5 y" P
. L4 M- p, ?( z* ^* ^: F
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( B0 n1 R2 A# ]: x. `- N
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
. {% \0 y% j8 v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
, X# U$ C5 I. E: w: P$ }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7 K( Z) J0 o9 s- d; }
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,. c9 d  P+ m& u& A- y. m5 _: [
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
$ M$ D* O0 ?9 t' f1 p  {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
  K1 V: k+ y% q% M1 W5 S的基本粒子。
- R3 _1 \$ a0 J3 f6 Z( u; v
9 o4 m1 K  W0 i% h1 N  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) D2 T0 @& u" z0 u  d1 W* Y/ u- b
000年9月,欧洲核子研究中心大型正负电子对撞机(LEP)
4 h+ a8 f' E" B8 `4 o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7 }9 C& Z3 [' Q# s4 \! r8 E4 a
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% R3 h# p3 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1 v# w; q% X' W7 e/ ]
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/ g' B' q! g. i) Y- Q% I( }8 X
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
, Z5 c* t+ o4 d5 K. v0 J: a! K/ U9 g; u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
1 R4 d* U$ k, t* N8 [验数据分析错误。) ]) D7 Z9 E+ t7 i2 k+ G

5 e3 E' w0 e' X& @+ Y/ t9 L$ O  K  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,, A1 Q4 H! E  r5 m, s
但欧洲核子中心利用LEP在115吉电子伏的能量水平上依然
8 ]/ B$ M* t, \* P  P" ~7 b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
! M, f, p3 s' _& U$ m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5 r2 _5 F! i. x: P0 U  _
能性仅剩下30%,如同欧洲核子中心的科学家尼尔·卡德所说:
( f" E& N. B4 ^$ S, c- ?- ]“我们失去了大部分的狩猎场”。不过,美梦依然有成真的概率,
8 m; q0 |; Q( D- }' G& D. K毕竟还剩下30%。对于科学而言,哪怕是0.01%的可能都
' ~  y. I7 h" _0 J2 M; q5 v1 F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
* n1 l+ P- ~7 S挽救标准模型这座大厦而已。8 a2 y# \3 D# p% B0 f
  其实,标准模型并非是唯一的理论体系。早在数十年前,就; F+ R0 r+ [" K" o( [0 ]& r
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! N6 O2 \% B9 r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
) t5 \5 C) L* x: U  ?0 d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7 w0 l* P/ K% F8 n
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。) `* N# n. U! G6 g  v" s% 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! |& x0 r- i8 X0 H! ~7 {+ k
人们追求完美世界的终结。) W: K9 N2 T4 y
  u. u: U: o( X- Z5 e6 `  D
  或许,不久人们就会真的发现希格斯玻色子的存在;或许,3 n" W" g! m$ B3 z6 m
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;
9 L5 z/ H' g0 x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# i3 z/ Y4 Q; z8 `7 M  i
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% v, F: ^! P& C/ u9 H8 N* _% o/ ~
被引入全新的领域;或许……无论如何,我们需要的其实并不是# y1 T9 Q2 O2 `2 W7 d' b
天使,只是一个合理的存在。
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