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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。/ c+ H' r: V8 Y  q* L, H* W

: ^6 {4 K) {+ E2 b  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。
/ E; n; j9 p/ ~
0 ]/ o) ^# v! y! j, }6 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。3 d0 {- {. L) T$ t8 w4 Z

: {0 h" k/ e9 ~; `- ?, r' D  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
) Y3 X: f$ R, C8 ^% q0 V* {# o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' N- z% `+ Y# u+ H5 F" T
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
  `& ?2 T5 {/ U  q发现希格斯玻色子存在的证据。
9 g; m8 H  M$ ]4 s9 O( a* a8 \* f$ z
  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
' s$ |. }" B# P5 ^3 i' d& b3 @: i总是要从FDISK做起,尽管大多时候FORMAT完全可以
3 G, M$ C1 j; I* V6 q# p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
& X' {6 x5 h: h* u0 X7 M8 l' \+ _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
, H& j( M. v9 ~# _, g$ B) ~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
+ L, X! x( v) ]5 Q0 k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
$ t4 ~$ N/ Q' Q4 t: H6 A8 S" Y3 E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9 }- |. {" ^  m7 u, U; c
是——验证希格斯玻色子的存在。
) f" |) H3 @  W- E- W/ G# R7 F1 b5 F' V& D4 i$ |
  粒子学家们的这一追求是完全可以理解的。因为数千年来,  {2 ?' j5 N+ ]4 H* H! h. H
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9 a2 F% {! A" G! n& V/ s$ K
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!
1 j/ _% R7 f9 o" b/ E! }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
) y. m; T0 s2 y7 `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
) U8 E2 w- k+ ^8 J, J, z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
% F: N3 X4 o6 }  `& K" B来,它更像是促成人类追求完美的天使。6 E! y) r4 W9 i7 n
! N  a7 S$ f) z. 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
. f+ T, Z# D1 r! X! K+ ]2 O$ R东。
) O9 Q( ^; n( G) I; Y- ^0 v. @. j7 E; P4 F
  人们已经发现,自然界中物体之间千差万别的相互作用,可
2 V- ^3 o; z6 j# M* B: A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
4 k# s, ~5 S/ @' r" t8 ]2 @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
, x/ R# w9 q/ k9 m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,
* C- v3 P0 L  B' 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; p( a. l/ f' }
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)  H* \, J+ ]2 W3 N
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,. c* d, X0 R8 D2 l; F$ ]
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
' d; \+ ^  }3 @0 u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4 B0 j: S+ [( _+ }' V
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
/ F* p1 N1 }, T5 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
1 s- |" Z: H- b9 ^5 o子,要么可归入轻子家族,要么是不同的夸克组成的。* u# T0 ]4 L) E2 F4 E, j& {
+ h& d' O( ^' ~; Y' `* d) P
  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
5 A: H" g/ w! h5 i3 a同的“家园”,而且尤其让人陶醉的是,在这个模型中不同粒子1 z+ ]8 x# {, j6 A! k) s9 v: z
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
1 n) ^- }9 U3 _5 a' s. c& j& 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4 X) D; T* E( E! `
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
" ^1 j9 X! B+ `' Y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
+ w4 s" L! T' c- ~: B6 A. u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
; r) d; d4 m% `2 h) t" @/ s% C的假设就导致了天使的出场——希格斯玻色子的存在。
1 \" i5 H0 _+ }1 j  }1 B/ D9 g0 D, P, I* w7 C
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2 P% g% h8 K8 c" r+ 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* S/ ~' b9 l% T( _' P
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
$ b4 e6 |9 C: d& m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  Z4 T7 W8 ~5 {
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,  v  R& k& {4 Y9 T+ i" Q
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% D2 W$ ?7 \& r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: J6 X2 a5 {7 \# D7 i
的基本粒子。: e+ S) S2 f) x/ @6 a. E/ c

0 k, _3 e0 X$ a8 |6 I  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
  Q2 L1 k4 K6 t000年9月,欧洲核子研究中心大型正负电子对撞机(LEP)) {$ V! H6 X; g
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
) d1 v" ?/ l! e3 v% R& B, A8 O2 Z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- k3 X% k2 e% T- _; p- P) T8 K
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
( L9 N0 }) u( U" U- q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
' E4 g0 k7 f; ]1 R; d% w  q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6 b, ^6 ^( z5 @; t8 U5 Q1 ~' E
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
$ y. L' x+ w" S8 f0 Z验数据分析错误。
* n; M1 Y+ `6 V
% ~( ~7 ^$ x& v$ x' w" s4 o  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 p1 e0 R3 y# v5 X4 k
但欧洲核子中心利用LEP在115吉电子伏的能量水平上依然
) ^4 ]( C: G$ P0 ~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1 i% J" \8 X  f3 ?5 i0 o1 e/ C
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7 N; l$ J1 \9 }: s* A
能性仅剩下30%,如同欧洲核子中心的科学家尼尔·卡德所说:+ F7 X  D  l$ S# e" v# h5 y0 `9 V
“我们失去了大部分的狩猎场”。不过,美梦依然有成真的概率,, b; i. u8 W9 h; s: u' }8 Q* O
毕竟还剩下30%。对于科学而言,哪怕是0.01%的可能都/ n; H# j) Z; n+ S
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
) ?- n* S, R4 m( V- p& W- ^挽救标准模型这座大厦而已。
( M0 i% ?! b  m! e! A3 s# y" Y  其实,标准模型并非是唯一的理论体系。早在数十年前,就- |" n6 c! a+ ], r& z+ D/ s- c
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8 ]: C8 p+ ^& ?& J. Q$ 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% S9 E( s. k1 C4 v/ }
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
4 |6 A' A0 P1 Q+ X! [  f! d+ g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。
0 v2 }# V7 J( X2 W6 {6 h3 H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
3 U; j/ w/ @9 k9 M人们追求完美世界的终结。
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+ o* [+ J. t% r# w1 Z, x  或许,不久人们就会真的发现希格斯玻色子的存在;或许,
$ a3 H3 T% t& S0 S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 J4 [8 b& c8 l- q/ N/ Y. Q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
% S; {  L9 n, v7 y$ v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
$ l2 q+ @6 U" c6 N' K被引入全新的领域;或许……无论如何,我们需要的其实并不是
6 M% K6 F" C* Z. P天使,只是一个合理的存在。
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