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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。9 A, }' G+ h* A* F2 L8 X- ?4 n2 E
$ ?, H' i6 ^3 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。
9 S( B+ q+ a+ i4 y! B1 \4 Z  o8 X0 ]  n
  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。
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  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
; ^) `+ ~& S4 p. k5 k+ A4 f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
; W5 d8 G) S) J7 E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$ P& l( N: G$ h( W
发现希格斯玻色子存在的证据。' E2 x& m/ q- t& z
" d% b" V. ?; f0 B% s; {2 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% x8 ?; K, T6 A5 x5 F+ g& q$ M
总是要从FDISK做起,尽管大多时候FORMAT完全可以
: N: S) m/ ~7 R1 T9 ?8 Y  `/ n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
/ b  y( Y  n4 t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
( t& Q" y& ~+ I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
0 }5 g1 y: S- G! g9 c! a* C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
  S4 C3 h- Y  R$ t9 C+ d. P5 I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
6 |5 {2 G$ g! ^: x是——验证希格斯玻色子的存在。. P# k6 X) S3 V
$ t* \( W5 g- j) B$ d$ v  T/ a. m. W2 h
  粒子学家们的这一追求是完全可以理解的。因为数千年来,5 e5 _2 j4 O. t) g( G
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
2 O1 z0 E: b- r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 o7 ~# U: z  ~4 ^* a& V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
2 l* U: ]# T( ^% J/ I3 o& x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* H$ d8 q; i, R; C+ F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: S. [/ E1 t. a4 e
来,它更像是促成人类追求完美的天使。6 A" w  _' S) u) Q

3 k3 ^" G0 |! L; |" ^2 H  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
' q. n" w6 ^2 z+ ~东。
) \) h# y. B0 [
6 s! M# m2 p  m8 v5 M7 l: y  人们已经发现,自然界中物体之间千差万别的相互作用,可
" u8 e8 C. w: K8 S2 Q3 x0 d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& \5 Z4 X' ]* w7 o7 n
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
3 c* U$ m5 P  ?& 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,
5 l8 t1 a" W% N, C' y3 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! s$ F4 B& _; F5 ?+ @5 Q7 t: c
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)
* v; H7 g& S; G) M; K) J4 Y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,5 [4 E0 H2 ?, R: `; _) K9 `
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) q# n: j  x8 Y/ M
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 {' n/ O* J; h. ^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$ G% q0 [6 X, G6 T: z" e+ y
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; z& A+ T  j- M
子,要么可归入轻子家族,要么是不同的夸克组成的。
$ ~" e% u4 a, y2 n* V  R6 v% G7 i& k1 w& f+ Y* G! q
  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
' y3 T9 G. J) q6 Y7 ^同的“家园”,而且尤其让人陶醉的是,在这个模型中不同粒子  i! p) h& a* o
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- o- s0 w& W2 ?1 q0 l8 C. R$ |
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) n% u' m0 f$ A' H; H7 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* M, q: k+ c4 d- n( \* \# z
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
$ x! L3 _5 Z1 }2 y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
; ?8 J' E6 R( Y/ h7 R6 b的假设就导致了天使的出场——希格斯玻色子的存在。' k7 {1 j- e2 d4 K9 I; L/ j6 y
$ |2 ]" q( A( Y) 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
9 @7 C6 R5 u7 A8 f$ u4 V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
) N) B6 J) ^8 d  E3 x3 x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, B. I) r; J9 h% e) w: Z' 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
2 l3 T1 L4 x. y' l* S, Z! g+ k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,. |& O0 Z% B1 E1 [/ c. P6 r" b
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
' n+ R. u! a: T; @9 h# c# o, K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
5 _! E& W9 R! a, X9 h" I的基本粒子。
. m  c- T0 e1 b, D7 Y$ ]$ z. o, {# D) I1 {7 I, A
  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
* r8 @6 o0 |; E- H" A4 o% v6 Z000年9月,欧洲核子研究中心大型正负电子对撞机(LEP)
1 q. F( z& T$ N4 C, t2 v2 Z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# S- ]+ D( A2 N) P& H
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
% k1 r! w$ @8 l5 q) \$ v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1 ^! A  {, @: H3 s
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1 l& v+ |% ?" V$ [* _* [6 E
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7 s7 _& C2 N* [  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. R) c5 m; B- r# u- a/ u
验数据分析错误。
* o! _$ q: n; e2 M! v) F# E. t  s4 ]  X6 e9 I& n
  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,
" z" Z9 a! Q' n  T4 w但欧洲核子中心利用LEP在115吉电子伏的能量水平上依然, a9 n, J' p3 p3 q: |' T' ~0 L
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2 P9 k: x2 i" }% C( f; F
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
& Y5 I( A: X2 _! J3 }# P能性仅剩下30%,如同欧洲核子中心的科学家尼尔·卡德所说:
  d8 w! u7 k1 l' P“我们失去了大部分的狩猎场”。不过,美梦依然有成真的概率,
2 z: M  c6 j5 C% j  K" h2 n毕竟还剩下30%。对于科学而言,哪怕是0.01%的可能都
; a6 B- }2 ?6 D  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
1 X2 ~1 i/ [3 ?, b挽救标准模型这座大厦而已。6 X# Q1 ^  j/ O5 f0 ~
  其实,标准模型并非是唯一的理论体系。早在数十年前,就# G$ \* P7 X3 `2 V( p6 E9 d2 @
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
7 w( S5 H6 E& @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. f, g0 l5 c& [$ `3 Z: e& L% R8 \
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
) v* ]& q8 j1 V) y, ^' S7 l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。& B6 r2 N* y/ c$ i; O+ M
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
8 c# ^# e0 _5 d- _5 ~. r  V5 @  M人们追求完美世界的终结。
8 _0 X1 Y  z) A7 \9 n1 ]1 O8 Y+ p7 \3 n
  或许,不久人们就会真的发现希格斯玻色子的存在;或许," N( a8 Y* n0 r% T& F5 ^+ R
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;; u8 p, B) ^' |% s3 e
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
6 `7 L% W" F/ T; d$ X2 O3 F5 O  z" C4 f0 }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
" ~: n7 L8 E( j* |! s被引入全新的领域;或许……无论如何,我们需要的其实并不是
5 h9 L/ m' b" I: a# G, y- @天使,只是一个合理的存在。
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