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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。5 u* V# c2 A! V( y/ }/ h

9 L) w5 D- v- l) X2 x4 W  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。
! r6 M6 q% ~' O. ^' B* t9 I7 k" Z+ 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。
0 v' Q! w# ~/ L. J
+ \+ Q5 k: Z7 [; y  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
1 G( C- ]: M+ ?  y" T! g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
+ w2 Z* b8 R3 R  n) \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
7 H2 b( b4 @. b; q0 o& x- x发现希格斯玻色子存在的证据。; i( V- ?% a' O  l! ^
8 ?0 c, N2 c+ b7 ]  e8 Q$ ?5 F/ k
  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
. a6 ]2 G% [9 @+ r) |总是要从FDISK做起,尽管大多时候FORMAT完全可以
3 C5 d0 A* U5 T2 J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
9 o' ~9 {% L& l. e6 F1 b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
6 ]7 X4 b6 x9 [3 V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
2 W0 D! W+ F. u4 H. B5 }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
5 d9 K: \8 I$ g# \+ [. Y) K) v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  [2 S' z7 |' p5 \8 I
是——验证希格斯玻色子的存在。$ D* I9 F6 b, ]$ b6 [) f

8 \+ s4 X- D( D) h7 j: b! \) N: f, x  粒子学家们的这一追求是完全可以理解的。因为数千年来,8 g  z) [; ]- a8 M& k8 m
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4 V, H) L4 l, n1 a6 J
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!
9 e; d+ J5 T0 ^9 f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* T9 j( D; |- `2 u- P
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
- T# W" M* z/ }; H+ b, v! K9 r/ G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" U% P. m8 i2 {7 V5 ~
来,它更像是促成人类追求完美的天使。3 c+ a8 X) I$ `& D3 }2 T- N5 S2 Y3 R
% r$ T/ b1 f' W/ g" g% V) S' [
  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
5 d4 D# P1 G4 t( f$ D; j3 g1 ~东。
7 M1 d. E  A) T  P% d: j! i  g; f* f9 I) R: A
  人们已经发现,自然界中物体之间千差万别的相互作用,可
) C# j) z- `# n. u2 W1 g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: E2 f1 [+ e$ s5 {" ^- Q; o, d" D, b
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- p" E" u" f* T/ \0 s
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,
* @5 m% G- _# t2 l& j( g) ~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
) N$ [* Y; {: o4 n0 H/ @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)
2 H. S- t2 H% q/ w6 V+ C: S( T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,9 F1 t  y3 n4 _* h8 H
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
/ [/ g2 \. f* N4 ]- {) @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& u' g# Q' \) 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
0 d0 e# `* ~9 U$ p% v, u: T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- _) g, A$ O8 S
子,要么可归入轻子家族,要么是不同的夸克组成的。
9 p5 j6 p1 r8 \4 Z5 K0 I
& V( y4 I) |4 N" 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
7 W6 r& x2 |, Q) }: Q同的“家园”,而且尤其让人陶醉的是,在这个模型中不同粒子
) A& }7 K: P. d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
& \/ r8 a- B9 s% Z" c# q5 H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) H/ d- H. |. M/ |* h. R/ t
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
" v2 j/ V4 i3 l8 n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! D; }) m) m+ ]8 S4 R) c
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2 X( r1 [7 J1 M; ?6 C9 I$ k
的假设就导致了天使的出场——希格斯玻色子的存在。5 q! ^4 N9 S: K+ m0 u& Q) D
6 n5 {7 n1 S; I- r0 l
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
1 Z( j0 w/ b) d& D' V+ F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
; W% h& A' j6 @/ X1 X2 @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4 r5 w! u9 U) G! a- B2 J
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
; o9 |9 J( {0 |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,
, b6 u' K+ o  a/ N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
* L& o. K7 X$ \6 r6 f2 N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
( R6 o8 h) \0 Y8 E$ k% W1 J6 |的基本粒子。
3 q' R% B8 P! |0 z) u7 s1 L
; T9 |: B1 z% \5 L7 k  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: V" @& }0 F; Z$ X
000年9月,欧洲核子研究中心大型正负电子对撞机(LEP)* v8 [: _: R& u
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
& p2 w* B, Q5 J2 |4 }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
  W0 P3 X' ?! n3 C  v! N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+ z/ E" A" |$ m- m4 j# M! V
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0 B+ k* v% x; C% Z7 c4 a* |
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
( ~+ C) i3 e/ i7 v- v% n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. x. N4 S7 b$ C$ f
验数据分析错误。6 J2 g; s; i/ r5 S' y, _0 l( }1 h
" u) ?, C9 z9 i7 L' G+ [- D
  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,: n) _2 l6 [+ `; {( ]
但欧洲核子中心利用LEP在115吉电子伏的能量水平上依然
+ \) q7 j" s3 n5 d7 |. 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0 a: z1 a, t) p; t7 n
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4 K# U" y5 d0 D3 L) o2 L) b6 D
能性仅剩下30%,如同欧洲核子中心的科学家尼尔·卡德所说:
! q. R9 M( }! P* [% I' Y“我们失去了大部分的狩猎场”。不过,美梦依然有成真的概率,
# ~. u6 J( S- @毕竟还剩下30%。对于科学而言,哪怕是0.01%的可能都0 X) K' I1 G) e; S" d0 b& O
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% M# J2 V. z- \  a
挽救标准模型这座大厦而已。
: C: z8 e1 F& _& j# l: Z  其实,标准模型并非是唯一的理论体系。早在数十年前,就
7 G! J7 Z' \% A7 D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
! P3 i0 y2 a# I1 ?$ a$ {# k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; y9 V5 p8 |; q
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
2 E% P& |5 e$ P% }+ ]2 U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。# L5 a1 G' @3 q5 [2 j0 |! r) @
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; z- x* x; g" Y2 [/ M7 G5 J0 m0 j
人们追求完美世界的终结。
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  或许,不久人们就会真的发现希格斯玻色子的存在;或许,: \  w, ^# N2 ~" P2 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;; u) [/ |! N4 ~6 N3 X% t
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+ T% E. X: Y& f3 F, O3 [7 p* f. w% D* s
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
9 {) [1 x5 c. K0 v% A& L: M被引入全新的领域;或许……无论如何,我们需要的其实并不是3 H; b) P$ ^2 N
天使,只是一个合理的存在。
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