@ 2015.03.15 , 15:27
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大型强子对撞机接下来会发现什么?

全世界最大的科学实验设备——大型强子对撞机[LHC]在两年的维护升级后将在本月重新启动。继2012年发现希格斯玻色子,也就是广大媒体宣传的“上帝粒子”后,大家对欧洲核子研究中心27公里长的粒子加速器的新发现明显有了更高期许。

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希格斯玻色子是质量之源的一种可能解释,在1964年由彼得·希格斯和其他几位科学家提出,这项发现令彼得·希格斯和弗朗索瓦·恩格勒获得2013年诺贝尔物理学奖。

为什么整这么久才发现呢?正如爱因斯坦在质能等价方程(E=MC2)里说的,一个粒子的质量就是它所含能量的衡量,粒子越大能量越大,反过来说,要创造一个大粒子所需的能量也更大。简单说,大型强子对撞机使用1260亿伏特才有足够的能量进行质子束碰撞以创造希格斯玻色子。在粒子物理学中通常用质量替代表达能量,1260亿伏约等于2.24x1025kg,是单质子的127倍。

所以这两年对LHC的升级就是添加更强力的电磁铁以足够把两束质子加速到6.5兆伏特,把潜在碰撞能量从2012年的8兆伏特提升到13兆伏特,才足以可能创造并探测到更大质量的粒子。LHC下个预期目标是发现如Z-粒子、新希格斯玻色子之类的新粒子,乃至暗物质粒子。

1983年欧洲核子研究中心发现了Z粒子是自然界4种基本力的携带粒子:引力、电磁力、强力和弱核力,其所携带的弱核力与亚原子反应有关。理论上认为下一个被发现的粒子将是Z玻色子,或者是Z'。这将帮助我们了解理论上认为的引力携带者:引力子,只是还未被发现。

把宇宙的组成作为整体来看,我们目前只了解它的5%,剩下的95%大约由68%的暗能量和27%的暗物质组成。84%之多的宇宙质量是黑暗的,未被任何的已知手段探测到过,若LHC能为我们照亮这个未知的黑暗领域,人类对宇宙的探索之旅就能大步迈进。

有了升级后的LHC可以制造更高的碰撞能量以及发现新粒子的可能,无论目前的理论是否成立,这于我们对自然法则和现有理论模型的基础理解具有超凡意义。

有些人也许对LHC七千万欧元左右的升级预算颇有言辞,确实,在这个财政紧缩的时代这么一大笔预算比公共资金还高。但是它可能在许多领域带来的重大突破也不能被忽视,比如医疗成像技术。就算考虑到欧洲核子研究中心未来的开销将远远超过七千万欧元,它在物理学、数学、工程学教育方面扮演的角色也远远超过实际创造的经济价值。


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TOTAL COMMENTS: 76+1

[2] 1 »
  1. 海带
    @3 years ago
    2723865

    才七千万欧,一个亚运会轻松摆平它。

  2. 蜡笔小狗
    @3 years ago
    2723493

    肯定能制造出闪电侠就是了。

  3. 2722528

    @无聊: 觌(dí)氅(chǎng)、餮(tiè)鼗(táo)、曩(nǎng)磲(qú)、蕤(ruí)颥(rú)、鳎(tǎ)鹕(hú)、鲦(tiáo)鲻 (zī)、耱(mò)貊(mò)、貘(mò)鍪(móu)、籴(dí)耋(dié)、瓞(dié)耵(dīng)

    呵呵*2

  4. 神之疯神
    @3 years ago
    2722514

    @KKK: 从速度倒推质量

  5. 2722509

    @mumu: 暗能量收获器是神马鬼?

  6. 2722368

    这篇文章的来源是什么?
    感觉数据很奇怪啊

  7. 2722259

    “把宇宙的组成作为整体来看,我们目前只了解它的5%,剩下的95%大约由68%的暗能量和27%的暗物质组成。84%之多的宇宙质量是黑暗的,未被任何的已知手段探测到过,”

    这个说法很奇怪,既然无法感知,这个估计数字是怎么算出来的?

  8. 2722214

    @meme: 5000万是不可能的,所有学科的科学家加起来应该是3000万左右。

  9. 2722211

    @昵称又忘了:你有空去看看小木虫,看看中国的数以百万计的科研人员是怎么团刷国际顶级期刊的(虽然引用率很低就是了)。另外,美国博士学位持有者占全体公民的1%,瑞典是3%,想想有多少科研人员,全世界算起来,估计有5000万左右的科学家。

  10. you_know_who
    @3 years ago
    2722150

    @king5268:

    你厉害!

    我脑袋里自动配音了都!

  11. 西洋菜
    @3 years ago
    2722148

    “把宇宙的组成作为整体来看,我们目前只了解它的5%,剩下的95%大约由68%的暗能量和27%的暗物质组成。84%之多的宇宙质量是黑暗的,未被任何的已知手段探测到过,”深思极控

  12. 昵称又忘了
    @3 years ago
    2722073

    @mumu: 我不信,我们大部分人除了小学说过要当科学家,之后的想法都是考虑现实生活,有几个人追求理想,像这样的人难道进了研究院以后就突然潜心研究科学了?

  13. 2721943

    研究量子物理学的话就好像在成天做白日梦一样。

    从最基础的物质构造来研究的话,大概也就是这结果了。而且也不是谁家门口都有大型强子对撞机……

  14. 2721880

    如此伟大的事业, 升级仅仅需要7000万欧元, 居然还有意见?

    [14] XX [0] 回复 [0]
  15. 呆呆龙
    @3 years ago
    2721871

    不要再费力了,智子已经锁死地球科技了

  16. 旺旺L
    @3 years ago
    2721833

    我们什么时候可以成为另一个地球上人类的神仙~

  17. forvord
    @3 years ago
    2721818

    用这个做科研,肯定幸福感满满的

  18. 「S」
    @3 years ago
    2721771

    @无聊: 且不论以认识生僻词的多少来作为参照划分是否文盲这样的认知标准有多么怪诞,单就装B而言,翻字典佯装高深写生僻字词唬人这样的事情我们小学已经做过了。现在都这么大了还玩这个,能出息点不?

    [29] XX [2] 回复 [0]
  19. ALEXTZ
    @3 years ago
    2721755

    居然没人提起石头门

  20. 凤凰灰烬
    @3 years ago
    2721747

    单位不是电子伏特么?eV才是能量啊。

  21. 2721745

    好大一朵菊花啊

  22. omygood
    @3 years ago
    2721680

    黑洞的产生

  23. 唯物流氓
    @3 years ago
    2721678

    煎蛋有个特点就是科学的话题回复率蛮高的。

  24. 电磁炮哥
    @3 years ago
    2721666

    电磁轨道炮的原理?

  25. systina
    @3 years ago
    2721664

    希望有生之年能看到曲速引擎的大E

  26. 2721661

    Z玻色子已经被观测到了,现在在LHC上寻找的目标之一是Z’,是一些Beyond Standard Model理论中的粒子。文章倒数第四段不够严谨。

[2] 1 »

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