全球最大粒子對撞機已重啟,中國曾欲建造,卻被楊振寧阻止

在位于瑞士日內瓦的歐洲核子研究中心地下100米深處有一個超級強大的大型強子對撞機,因維修和升級,這臺設備已經暫停了三年之久,不過現在該中心的科學家們已經重啟了這臺設備。

據該中心的科學家介紹,在此后的4年時間里,如果不出意外,這臺粒子對撞機將持續收集數據,用于尋找暗物質。

粒子對撞機是人類研究物質基本微觀結構的重要工具,通過持續輸入能量,讓亞原子粒子在管道中以極限接近光速的速度高速運動,最終發生相互碰撞,在這種極高能量的碰撞過程中,微觀粒子可能會碎裂,或者產生其它效應,持續觀測這種碰撞過程,就有可能發現新的物質結構和物理現象。

歐洲核子研究中心的大型強子對撞機(LHC),是現在世界上最大、能量最高的粒子加速器,能夠將強子加速到極度接近光速的速度,就算模擬小型宇宙大爆炸的瞬間過程也不在話下。該設備是一個圓形加速器,地下管道長達27公里,內部結構十分復雜。

強子是一類亞原子粒子,根據粒子物理學中的標準模型理論,強子由夸克、反夸克和膠子這些基礎粒子構成。按組成的不同,強子又可分為重子、介子以及其它一些特殊的強子。其中重子由三個夸克或三個反夸克組成,它們是費米子,例如質子和中子就屬于重子;而介子由一個夸克和一個反夸克組成,它們是玻色子。該對撞機管道中被加速碰撞的粒子經常就是質子。

大型強子對撞機首次啟動于2008年,在2012年的時候,便取得了重大突破,研究人員通過這臺設備發現了英國物理學家彼得·希格斯于1964年在他的理論中預言的希格斯玻色子,這種粒子通過希格斯機制給其它粒子賦予了質量。這項發現使彼得·希格斯獲得了2013年的諾貝爾物理學獎。

此次進行了廣泛升級,這是它的第3次運行,預計碰撞的能量也將達到創紀錄的13.6萬億電子伏特(13.6 TeV)。

粒子對撞機我國也有,只是碰撞能量根本達不到如此高的級別。看到國外有這種大型的粒子對撞機,我國部分物理學家也希望自己擁有,心情可以理解,但建造起來可沒有那麼容易,不僅技術門檻高,還花費巨大。

對我國現階段建造大型對撞機持反對意見的人中,最著名的就是楊振寧。論成就,楊振寧絕對是物理學界的泰山北斗,眼界高,經驗豐富,他給的意見自然要慎重考慮。

楊振寧并不是讓我們永遠都不要建大型對撞機,而是認為我國現階段建造大型粒子對撞機意義不大,不僅費錢不說,目前也很難通過大型粒子對撞機取得新發現,最終這些投入很有可能竹籃打水一場空。

美國在上個世紀就計劃建造大型對撞機,最終由于預算遠超預期而被停了。現在的大型強子對撞機就屬于一個國際合作的科學項目,耗資上百億美元,匯集了全球數十個國家近萬名頂尖技術專家和科學家的智慧,最終才建成。

我國科學家此前計劃建造一個管道周長達100公里,碰撞能量比大型強子對撞機強大數倍的粒子對撞機,那這建造成本勢必會更高,再怎麼精打細算,估計也要花費數百億美元。就算要建,可能也要采用國際合作的形式。并且從歐洲大型強子對撞機的運行情況來看,這種大型對撞機每年的維護成本也十分的高昂,光是耗電量就十分驚人。

雖說搞科研不應該太計較投入產出,但這些錢也不是大風刮來的,每年的科研經費總量都是有限的,要分配給許許多多的研究項目和領域,還是應該盡可能的用到刀刃上,比如先投入到一些目前急需突破且具有較大價值的項目上。


用戶評論