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大型強子對撞機
『大型強子對撞機計劃』主任林·埃文斯。
科學家們緊盯大型強子對撞機控制中心的屏幕。
科學家們盯著大型強子對撞機控制中心的計算機屏幕。
新華網消息:據美聯社8日報道,它被稱為是一次探究宇宙構成的『艾麗斯漫游仙境』式探險———或者是一次危險的、可能招致世界末日的乾涉自然的行為。
無論是哪種情況,這臺有史以來威力最大的原子粉碎機將在後天投入運行,世界各地的科學家為這一刻已經等待了20年。
這臺耗資數十億美元的大型強子對撞機(LHC)將研究最微小的粒子並對宇宙大爆炸理論進行史上最逼真的模擬。
借助於這臺位於歐洲核研究組織(CERN)的機器,科學家將能夠更仔細地研究物質構成,填補知識領域的空白甚至可能改寫一些理論。
科學家將在27公裡長的隧道內發射第一批質子束,檢測世界上最大的超導磁體的控制強度。大約一個月之後,相對運動的質子束將會發生碰撞———一些人擔心這將制造出微型『黑洞』並給地球造成危險。
這一項目吸引了來自80個國家的研究者,其中約1200人來自美國。美國為這個耗資近40億美元的項目資助了5.31億美元。
美國費米國家粒子加速實驗室的對撞機可能先於CERN取得了一些發現,但位於日內瓦的LHC對撞機產生的能量是前者的7倍,將令CERN取得巨大的優勢地位。
探究宇宙構成LHC對撞機用於把質子束加速到每秒在加速器環內旋轉11000次,達到接近光速的速度。
一旦粒子束成功的以逆時針方向發射,人們緊接著將進行順時針方向的測試。之後,科學家將相向發射質子束,讓它們撞擊、粉碎並釋放能量。
CERN不承認有形成微型黑洞的風險,即在亞原子粒子的級別上演恆星坍縮後重力強到吞噬行星和其他恆星的現象。
但持懷疑論調的人向美國夏威夷地區法院和歐洲人權法院提交了訴訟,要求中止這個項目。CERN的強子對撞機從2003年開始建造,主要由20個歐洲成員國出資。美國和日本在CERN擁有觀察員身份,也是主要資助國。
科學家早在數十年前就開始進行亞原子粒子撞擊實驗。隨著對撞機的威力越來越強,人們發現,之前認為是原子最小組成單位的質子和中子原來由更小的誇克和膠子構成。
CERN希望在實驗室重現宇宙大爆炸之後的瞬間狀況,從中增加對『暗物質』、反物質、可能的空間和時間隱藏維度的了解。
此外,科學家發現了一種新穎方式,用深入淺出的語言解釋相關概念。研究小組制作了一本漫畫書,通過一位名為卡洛的物理學家和小女孩艾麗斯的對話來解釋如何通過這臺對撞機對大爆炸之後一瞬間的物質進行研究。
卡洛對艾麗斯說:『我們通過撞擊兩個核子創造出迷你版宇宙大爆炸。這會發出巨大的能量,把禁錮在核子裡的數以千計的誇克和膠子釋放出來。然後誇克和膠子形成類似濃湯的狀態,我們稱為誇克-膠子等離子體。』
這碗湯迅速冷卻,誇克和膠子結合在一起,形成了質子和中子———物質構成的基礎原料。
這將幫助科學家尋找這一理論中仍然缺失的環節———或者催生關於物質形成的新理論。
不是世界末日英國《泰晤士報》網站9月6日發表文章,題目是『科學家說大型強子對撞機不會帶來世界末日』,摘要如下。
取消你下周三的安排吧,那可能是你活在地球上的最後一天了。真會這樣嗎?
如果你相信一些末日論者的預言,那麼下周一個大型強子對撞機的啟動將使世界從內部被吞噬,然後變成一堆灰色黏性物質。昨天,他們的警告遭到了科學家的駁斥,負責對撞機項目的科學家通過一份報告說明了在法國-瑞士邊境模擬的這次宇宙大爆炸是多麼安全。
『自然界已經有過大約10萬次相當於大型強子對撞機試驗的經歷———而地球依然存在,』報告說。
科學家應用粒子加速器已經有30年的時間,迄今沒有發生過事故。但這個大型強子對撞機因為其超大的規模和功率引起了人們的擔懮。
這份報告是由歐洲核子研究中心的5位物理學家撰寫的,他們的任務是對另外幾位科學家在2003年撰寫的該項目安全報告進行評估。當時的評估報告也為這一試驗亮了綠燈。
該項目的反對者認為,大型強子對撞機所釋放出的超強能量可能會制造出一個黑洞,它要麼會吞噬地球,要麼產生一種『奇子』,能將地球變成一團『奇異物質』。
科學家的報告說:『大型強子對撞機中一對質子每次的碰撞釋放出的能量相當於兩只蚊子碰撞的能量,因此產生出的任何黑洞都會比天體物理學家所知的要小。』
至於假設中的『奇子』,報告援引美國布魯克黑文國家實驗室所進行的相對論重離子對撞機試驗的數據說明,大型強子對撞機試驗是不會產生出那種物質的。
《新科學家》雜志的特別報道副主編瓦萊麗·賈米森在她的博客中寫道:『估算一下涵蓋銀河系1000億顆星星以及可見宇宙中1000億個星系的宇宙射線數量,你就會發現,大自然已經相當於制造出了1031個大型強子對撞機。或者也可以說,每秒鍾都有10萬億個大型強子對撞機在運行。而我們還活得好好的。』