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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。
' X# J; K- Y/ r! s8 E
5 i5 j) d# g  c1 @6 B4 ~0 ]  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。- y) d* X* x2 Z% K6 l$ \

' H5 _! U8 ^$ k3 h) r: U1 j  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) x. N- N' m1 k% K6 v' t

  G' K$ o5 q! v# 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
- {8 b' w5 x) {' g. N' }4 S% L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
2 o7 _/ @! b  L' e8 V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
& A  n' W2 U$ D- g3 w7 o! W发现希格斯玻色子存在的证据。0 @, j) Q% |9 }5 [
0 E' X, N  X& C7 v7 j
  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/ |9 H: b: h+ b1 K
总是要从FDISK做起,尽管大多时候FORMAT完全可以; ?# O/ o( E! j2 P0 Q$ O, K/ l. v
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2 [# N; m+ S# ]2 B( t# G" E8 h
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
4 `* f7 K  P2 {9 J5 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/ y0 e0 a3 A+ ~" g+ w2 [9 `2 t2 z
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% b, g0 }+ k8 ]2 d  I+ n
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  B3 q$ Q: k' i- n$ Q6 ^
是——验证希格斯玻色子的存在。
9 x9 T: p4 h( Q8 }. V9 ?# J. `7 p" V) l
  粒子学家们的这一追求是完全可以理解的。因为数千年来,
. w6 m* K3 c! q4 {% f, 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7 O1 x% u) y: p: R& ~- X
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!
" w2 P. w8 F* W1 g有了希格斯玻色子,统一理论就完全成立了,将有更多的世间万4 H, P0 A3 H6 T. S" A3 [. S
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2 V. D1 [4 y+ R' ~4 }) C0 W
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# e" D; E) U' o. ~7 i( q: a& X
来,它更像是促成人类追求完美的天使。0 g8 ]' M, [+ \( U6 n

# G" x/ R6 n; W  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+ Y5 |  u2 m& c+ r
东。
5 s# W- }5 P% _( I# U6 W5 u/ L9 g  ~  h3 Z; ~
  人们已经发现,自然界中物体之间千差万别的相互作用,可
3 C$ E8 \7 j0 X1 h% t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
" F3 y  |5 U0 g8 g. p5 B3 k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
1 Y: b7 }. R/ A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,+ y6 k& ?  G( X
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
- V- O( _3 A6 h# U2 i) G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 \/ _# m7 E& p- T2 F0 K
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,. L2 D& R' _# B
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$ I* ~- K, t  R# c" `# I: P
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
1 w! U1 j1 P3 {3 f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
/ R  u  x; z+ [7 I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
/ I3 N) `& X2 O* \9 i子,要么可归入轻子家族,要么是不同的夸克组成的。+ M3 f1 k0 l; O2 X: ^/ y9 S

4 L6 D# G) O# [  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
% r* C+ f5 ~- x/ D$ @' w1 @2 Y同的“家园”,而且尤其让人陶醉的是,在这个模型中不同粒子
2 t4 K. S0 y7 B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
6 c( U" O! K) ^: n, M. m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
2 g- C# Q$ i  b$ d) {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
4 n' [9 a6 B) L! r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, E* M: C5 e( h# O' B: f& p$ s  Q
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& B9 Z: T, Y9 v* m/ y5 b! H
的假设就导致了天使的出场——希格斯玻色子的存在。
  h+ a/ h+ z! V# W$ n# g) O& D- V( k  s3 r2 |: q! W0 T
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/ s4 i4 ]8 O; ^" H  n0 Y" N6 s
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$ f- F  \* S
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
: ^6 \' A. I5 t1 T' k# C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
, C& U1 \8 R, ~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,/ H& `* N2 u0 y# Y6 z: 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
, y- |- b  Z; S# f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- O+ U: o- @" U( H4 L! k  {
的基本粒子。. E2 z% t, f/ \4 ^" K# W& d
) O0 J3 q; F) w
  其实科学家们的完美在进入本世纪的时候几乎就要实现:20 t" Q# r* I/ y. x" k  J
000年9月,欧洲核子研究中心大型正负电子对撞机(LEP)
/ j% E; _# {0 e# ^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
) J0 V2 c+ d' d# i1 w* a9 l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
2 m' w3 h3 n3 j4 f! f+ F; I  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& |* i% {* i( T5 f
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' p% @' O* ]' G. |% i% r
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9 `0 R( n" [/ {9 l; \- y1 Y
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8 m5 x" Y2 m' P) }# p2 O
验数据分析错误。
, |" Y( [  i! F0 X4 h$ B" `
  k$ e% [% u7 D; P6 O2 f- q  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,
4 v) w+ s1 `; n. ^: }2 j但欧洲核子中心利用LEP在115吉电子伏的能量水平上依然
1 U- q, i/ U* w6 j$ [" P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7 t2 u6 @" Q! R
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
; s' n# ^2 X" U% e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+ @% ?1 |“我们失去了大部分的狩猎场”。不过,美梦依然有成真的概率,4 g/ P9 o+ S8 m; w
毕竟还剩下30%。对于科学而言,哪怕是0.01%的可能都4 R+ v- R6 @3 o& {, ^6 M' E
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; L' Z  R- j+ ?, z2 M/ ?
挽救标准模型这座大厦而已。- r6 |0 A) c- S8 x
  其实,标准模型并非是唯一的理论体系。早在数十年前,就- }! R" x! W) q* h* t
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
+ N# q+ D3 [1 [2 G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
- P% {8 R- [9 o9 w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, I. v4 E. _* c4 `. l/ W
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。
  g6 B4 L3 b0 \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
  X( r' c+ _8 F5 q1 q! o# p人们追求完美世界的终结。
/ y: X; f: X! Y1 y! ^8 Q) L. [: P, `2 k" \& Z) D% q( G4 {& u" \
  或许,不久人们就会真的发现希格斯玻色子的存在;或许,
  r& J+ ~, ^% g' M. ~1 N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;
5 U4 u/ D) p4 P# o3 u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4 m% U3 B+ Z4 n- t
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
$ i! d9 l/ \. @& [* ]+ T4 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
( ~  S7 Z6 @& C4 g天使,只是一个合理的存在。
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