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启动对撞机 模拟宇宙大爆炸
●人类史上最大实验 耗时近20年 ●80多个国家和地区的7000多名科学家参与

科学家10日在靠近法国和瑞士边境的地下实验室开启大型强子对撞机,由此开始高速粒子对撞系列实验。

如果成功,这一系列实验将模拟宇宙大爆炸发生时的状态,有助人类进一步探索宇宙起源之谜。

质子束流细如发丝

当地时间10日上午9时30分左右(北京时间10日15时30分左右),随着一束质子束流注入对撞机,实验正式启动。负责实验的欧洲核子研究中心发言人葆拉·凯特帕诺说:“质子束流粗细如同一根头发。”

这台对撞机是世界最大的粒子加速器,建于瑞士和法国边境地区地下100米深处的环形隧道中。

5秒钟后,实验项目位于日内瓦的控制室内电脑收到信号,显示实验进展顺利。

开足马力的对撞机能够确保数万亿粒子以高速流过将近27公里长的地下隧道,最高速度将近每秒钟30万公里,相当于光速的99.99%。

模拟宇宙大爆炸

一切就绪之后,科学家才会着手准备粒子高速对撞实验,继而再现宇宙大爆炸发生后万亿分之一秒内的情形。

装置于隧道内的超导磁铁负责为发射自两端的质子束流“掌舵”,确保它们能够在隧道内密布粒子探测器的4个压缩室内相遇。“这就好像彼此瞄准的机关枪射出子弹,”物理学家丹尼尔·丹内格瑞解释说:“一些子弹会擦身而过,一些子弹会撞击在一起。”

据估计,粒子高速对撞实验最早有望在今年年底进行,最晚则可能在一年以后。届时,运行方向相反的两束高速质子束流将在隧道内对撞,碰撞点将释放巨大热量和能量,与宇宙大爆炸发生时的情况相仿,只是规模较小。

当前盛行的宇宙学观点认为,宇宙起源于大约150亿年前一次大爆炸。当时所有物质高度密集于硬币大小的一点,因为温度极高发生大爆炸。爆炸发生后,物质向外膨胀形成宇宙,先后诞生星系团、星系、银河系、恒星和太阳系以及包括地球和人类在内的一切。

探寻“上帝粒子”

如果最后实验成功,科学家将分析撞击中产生的数百万粒子,求证希格斯玻色子的存在。

在粒子物理学标准模型预言的62种基本粒子中,只有希格斯玻色子迄今仍未“显形”,因此有“上帝粒子”之称。

这种粒子44年前据英国物理学家彼得·希格斯猜想提出,假设出的希格斯玻色子是物质质量之源以及电子和夸克等形成质量的基础。希格斯提出,其他粒子在希格斯玻色子构成的“海洋”中游弋,受它的作用产生惯性,最终有了质量。如果没有质量,宇宙大爆炸后产生的物质无法形成星云和行星,生命起源更无从谈起。

史上最大实验

大型强子对撞机项目由欧洲核子研究中心发起,所涉及的人力、物力、财力和规模堪称人类历史上最大规模物理实验。

大型强子对撞机的研究对象是微小的粒子,但这台机器本身却体积庞大,包括埋藏在地下100米深处的将近27公里长环形隧道。整个项目已经耗时将近20年,耗资数十亿美元。

来自80多个国家和地区的7000多名科学家参与了大型强子对撞机的相关实验项目。中国在相关实验中投资数千万元人民币并将参与物理分析。中国多个科研机构和多所大学的研究人员参加了部分实验。

实验开始前,一些人担心粒子高速对撞释放的巨大能量会导致“黑洞”产生,吞噬地球。欧洲核子研究中心否认有这种可能性。

这家机构的发言人吉利斯称,相关言论是“胡说”。他说,实验可能产生的最危险后果是质子束流在全速运转情况下失控,但即便如此也只会对强子对撞机造成损坏,在隧道上撞出几个坑。 (新华社特稿)

上图 9月10日,一名科学家在大型强子对撞机控制中心注视着电脑屏幕。 新华社/路透

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