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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。
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! b& j4 D9 E/ b* U/ y  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。
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1 N8 H  |+ o; E8 i  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。: U6 a. e$ f2 z6 }( C1 y
1 D: w7 Y/ b% m9 J3 G* V! J
  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。
大型搬家
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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
( r/ X" Y+ [7 r0 z( n( T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( o* o. L: k% V2 C
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( x5 j* S8 e  y4 i
发现希格斯玻色子存在的证据。' Z2 r% U3 s, [: p+ h0 z/ l  [
3 H8 C0 {/ A; o
  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2 I* [1 c2 j: r$ J
总是要从FDISK做起,尽管大多时候FORMAT完全可以
8 _* i$ E! e- A- p& B5 I1 m( ]& i- L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0 c* h; S6 X  s3 Y1 P- 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& x3 L6 p& C9 b! ^# c( 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* o& ^1 a% `; {- Y
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
* J  f! d' S1 D, C. k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
4 N4 R1 R7 |) O* g/ v/ P是——验证希格斯玻色子的存在。
" d6 X" E- P) n. |
* W9 T+ B2 Q) S5 g+ \  M6 d  粒子学家们的这一追求是完全可以理解的。因为数千年来,* b3 i: [0 }3 j5 u
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
& J0 J- T7 l5 w+ a& K$ F: L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!4 b; J# k- M9 M& A2 F  W
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
, q8 d# o/ P/ T  c1 Z1 G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% Q) k" x  {8 |! d' ]7 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
1 {8 J% }! T6 J( y+ ^" A来,它更像是促成人类追求完美的天使。
: S* T; t, X$ ]* ~  ?# a- w& R; L! M' |
  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
( J! m  n! t% L3 x/ V8 O! j6 R, I东。( ?: t- `- e( P4 r' s, b5 b& n* T
2 M# K( U1 [3 A- a8 c* R% P
  人们已经发现,自然界中物体之间千差万别的相互作用,可
9 x2 S1 x+ _* g+ 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
! V" I- R; W' m1 ]9 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# V* G2 h+ U8 N' w' j2 O
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 _+ y0 U* I; r7 p5 {
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
' k7 T6 B4 J$ L8 _# B& q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)  Z+ h- R, b; J! r9 s
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,) I$ P" b$ E- t7 o
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- V# D' _  s" G* S8 W, Y
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, h. f" I: h6 ]
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
& |* y/ L& E& C- `7 l- v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2 M1 B+ `* a* T" d; P/ P+ l' t
子,要么可归入轻子家族,要么是不同的夸克组成的。
! ?/ s$ J9 \; f0 n/ G7 Z; M% C, G( L2 G+ C* I
  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( A% n) c% Q; Z6 w
同的“家园”,而且尤其让人陶醉的是,在这个模型中不同粒子( K7 f9 B, Z: X0 x3 V
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. V# ]: _# o' Y) h  I
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' d8 s6 Y6 f. t! Q) t9 f5 Z8 k
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* K4 I6 i( I% u& J# U- D0 R; V: ~
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
6 j5 P+ Z+ p5 h1 s( ~- ]3 B$ ]$ i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0 Z- |  G, F$ O& S; W* [: D3 Z
的假设就导致了天使的出场——希格斯玻色子的存在。- l$ R; \9 W' ^  L) F. f2 b

0 v8 ^8 H7 V2 \2 r0 D7 k" 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9 M: x0 L7 ~8 g0 }' L$ N. a3 M0 d
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, q4 A- P5 y  F' }) h( x. C
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
+ n  g$ p; S0 _/ E" S- G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9 ~8 r. ]9 E) q" V7 N
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,
5 T5 s# h1 M% y6 K! a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
$ O* p) m: d8 H) s+ p0 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0 @2 c9 V: o! }. \. F" D
的基本粒子。: z$ s* {( N/ @$ J& s) i
- ?7 m: _" y' z% P, 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
' @; K! \& k8 g* ]$ q2 u& R; o* ]$ k( p000年9月,欧洲核子研究中心大型正负电子对撞机(LEP)
1 t3 h! f6 J8 L: P0 g6 V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
3 D+ g" ]3 E8 c5 o% s( j  V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
0 Z* a" V  j8 N. o# [1 g! ~! @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
% O4 g3 H+ x, q' A) x% r& J" A  d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6 M$ i9 I$ v6 A+ p7 E) v
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
/ B7 K! K3 `; @# F) S$ v: l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/ p' Y, S4 }. O7 k7 K- l$ M1 w' s5 M
验数据分析错误。
" Q: ]  c8 Q0 U+ Y) v; V
( \; M' Y. B# A; L  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,, d8 {2 c% t$ Q6 D7 p/ q# D
但欧洲核子中心利用LEP在115吉电子伏的能量水平上依然; c+ J  O, \4 b* T4 e
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
. i. ?* D7 {3 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
4 S8 B  J0 M4 |6 \; {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# H5 y7 M1 e
“我们失去了大部分的狩猎场”。不过,美梦依然有成真的概率,
! y1 t2 [* `8 P, w5 j& X毕竟还剩下30%。对于科学而言,哪怕是0.01%的可能都$ w$ A6 W; U" _- h; N! q8 w
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- H; p+ X( v! r8 g  @7 t. x: J
挽救标准模型这座大厦而已。
6 U1 C# G  ~9 D, h, ~5 l- a  g6 C  其实,标准模型并非是唯一的理论体系。早在数十年前,就2 a+ b# u! }* M0 b; X$ m% {
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" {1 x% Q& ?5 u- N, T6 ]
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
9 y& |, E" E, P: U0 J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( |& f( p4 K6 b" s1 X4 [
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。
' z- q5 q" z- Y. b- k7 L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
5 F$ l2 J7 H% y) J' g/ `人们追求完美世界的终结。* c9 h, r/ k( |. f$ Q; ^
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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,
: i6 @( }2 O' _% L8 _4 D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 m  e6 G; f% }) R+ Z& M$ d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
$ r& U* s6 M1 B& ^9 e. _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
( Y5 G4 f* n9 E% l+ O6 W' N被引入全新的领域;或许……无论如何,我们需要的其实并不是# o% @9 x1 ^' r: z
天使,只是一个合理的存在。
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