大型強子對撞機生成的第一張圖

網易探索9月16日訊，當那些科學家聚集一起建造這個龐然大物時，他們沒有浪費時間。無論如何，歷經30年建成的世界最大的強子對撞機，於9月10日在日內瓦的歐洲核子研究中心成功啟動，第一束質子流注入對撞機並實現貫通，並產生了首批圖片。科學家用「質子束的一小段行進，人類的一大步跳躍」高度評價它的意義。

大型強子對撞機不僅是世界最大的粒子加速器，同時也是世界最大的機器。這個27公里長的粒子加速器，位於瑞士、法國邊境地區的地下100米深的環形隧道中，隧道全長26.659公里，建設耗資超過60億美元。有來自數十個國家和地區的二千多名物理學家參與了這一項目。研究人員希望大型強子對撞機能發現粒子物理學的「聖盃」希格斯玻色子的存在。希格斯玻色子由英國科學家彼得·希格斯於上世紀60年代提出，完美地解釋了物質質量之源，是所謂「標準模型」粒子物理學理論中最後一種未被證實的粒子，也稱「上帝粒子」。

利用令人無法置信的強大磁場和超寒冷低溫的目的就是能使微小的粒子能以近乎光的速度懸浮在環形隧道中間。9月10日的首次實驗中，科學家操控質子流以單個方向運動。首次測試是研究人員將一個質子束以順時針方向注入到此歐洲加速器中，讓其加速到99.9998%光速的超快速度，從而使此質子束在55分鐘內順利跑完了全長27公里的隧道。之後，科學家首次將另一束質子以逆時針方向注入此機器，使其成功完成了這次測試。至此，大型對撞機成功讓粒子束沿兩個方向都進行了一次隧道環行，掃清了真正對接實驗前的任何障礙。下個月，他們將對沿相反方向運行的兩束粒子流同時注入此對撞機並加速，並使其彼此撞擊以再現一個迷你型宇宙大爆炸。哇，聽起來很危險，但有一件事是確定的：那就是對我們人類思想的衝擊，讓我們來數一數以下這十方面的思想衝擊吧！

10、能使粒子加速到前所沒有的超快速度。

目前我們用七年的時間也無法到達離我們最近的星球，但你能相信嗎？我們實際上能獲得一種東西（儘管只有原子那麼大），它的速度幾乎與光一樣快，對於這些粒子來說，時間就變慢了。事實上，在此歐洲加速器中，科學家已經讓粒子加速到99.9998%光速的超快速度，這相當於每小時走10億公里。這就是質子繞環形隧道運轉的最高速度，表明質子每秒鐘能環繞軌道運行1萬1000次。在一項長達10小時的實驗中，粒子束的運行距離可能超過100億公里，足以在地球與海王星之間做個往返。

9、對於寒冷來說，它帶給我們的遠遠不是巫術所能企及的。

大型強子對撞機將能達到可怕的寒冷，其溫度下降到比外太空還要寒冷，為零下456.25華氏度（零下271.3攝氏度），接近絕對零度。那麼為何要將磁鐵冷卻到接近絕對零度這樣的低溫呢？因為在此低溫下，此磁鐵能在沒有任何電阻下工作。為此，大型強子對撞機採用10,800噸液氮來將這些磁鐵冷卻到零下193.2攝氏度，之後再用大約60噸液氦將它們冷卻到餘下的溫度，就是為了確保那些巨大的磁體能夠精確掌駝粒子沿著精準方向運動。當然它不是一個環保的設備－－為了保持它持續結霜，每天需要消耗價值10萬美金的電費。也就是說，大型強子對撞機一年將消耗120兆瓦特電量，相當於日內瓦所有家庭的用電量。

8、可能會發現希格斯玻色子（此次試驗沒有找到）。

這就是所謂的「上帝粒子」，而且研究人員認為，如果他們找到了漂浮在粒子周圍的吸盤狀漂浮物，可能會幫助他們從根本上精確地解釋為什麼物質是有形狀的。我們正在試圖回答這個問題。事實上，尋找希格斯玻色子是此對撞機的主要任務之一。科學家們長期以來有個疑問，為什麼有些粒子如質子比較重？而另一些粒子如光子比較輕？上個世紀60年代英國物理學家彼得·希格斯大膽預測，存在一個希格斯場和希格斯玻色子。假設出的希格斯玻色子是物質的質量之源，是電子和夸克等形成質量的基礎。

7、整個投資相當於整個盧森堡公國的收入。

他們已經在這個項目上花了200億美元嗎？那可是在維扎信用卡上很難出現的費用支出，但不用擔心，在這個項目上許多國家都共同參與並出資已經幾十年了，而且目前最後的總錢數已近乎整個盧森堡公國的國內生產總值（338.7億美元）。據估計，每年歐洲核子物理研究組織（CERN）的總經費大約5億多歐元，此對撞機將運營20年之久，總運營費用將達100多億歐元，而這些費用由各成員國按國民生產總值比例分攤。

6、也許能證實弦理論。

一些致力於這個項目的數以百計的科學家相信弦理論。這個理論認為原子和分子根本就不是粒子，而是同時在兩個或更多的位置上振動的弦。雖然這聽起來似乎像萬聖節上的一個偉大的小把戲，但弦理論學家希望大型強子對撞機將提供證據來支持他們提議的宇宙模式。弦理論表明構成宇宙的基本單元不是粒子而是弦。弦能隨意開放或關閉其端口。它們還能振動，類似於彈奏吉它時的弦振動。不同的振動會導致弦表現出不同東西。朝一個方向振動的弦可能表現為電子。朝不同方向振動的不同的弦可能表現為中子。

5、能夠發現一組新粒子。

弦理論學家尤其熱衷於尋找超對稱性粒子，以幫助他們證實其構思的複雜理論。目前，其他科學家都認為他們是瘋子，因為他們根本沒有證據。然而，沒準這個龐大的對撞試驗可能會帶來根本性的改變。他們正在尋找超對稱性的跡象。根據「標準模式」，每種粒子都有反粒子。比如，電子的反粒子是正電子。超對稱性表明粒子還有超級夥伴，即有與自己同樣的對等物。這意味著每種粒子有3種反粒子。雖然我們在自然界還沒有看到這種超級夥伴的任何跡象，但理論學家希望大型強子對撞機將會證明它們確實存在。這意味著超級粒子能解釋暗物質，也能幫助引力加入到整個標準模式的陣營中來。

4、它將變得更大。

這個工程的計畫是打算使這個龐然大物變得更加巨大，且到2012時將會建成所謂的超大型強子對撞機（SLHC），這將帶給科學家們更好的機會，這個機會就是通過這個強子對撞機實驗使科學家能夠更好地瞭解稀有粒子，並建立對它們的研究。大型強子對撞機被許多科學家稱之為探索微觀世界的「哈勃望遠鏡」。它將幫助科學家們瞭解這些問題：自然界存在未被發現的粒子嗎？物質的起源是什麼？存在另外的空間嗎？什麼是暗物質？宇宙是怎麼形成的？大型強子對撞機項目主任埃文斯說，想像一下兩個橙子相撞的情況，我們可以看到無數的果肉飛散，我們關注的是橙子的籽相撞時會發生什麼。質子就是果肉，夸克就是籽。

3、公開暗物質與暗能量的奧秘。

在宇宙中存在一些能將銀河系拖來拖去的東西。我們肉眼可見的所有東西加在一起僅僅佔整個宇宙中所有物質的4%。可見物質和暗物質加在一起也許僅佔宇宙中有形物體的25%，另外四分之三的物質就是暗能量，這正是推動宇宙膨脹的成因。目前我們甚至還不知道這種暗能量是否存在，但科學家期望透過這次撞擊能找到暗物質和暗能量存在的證據。科學家推測中性重粒子(neutralino)是暗物質的最佳候選人。如果中性重粒子存在，它將相對容易產生，因此許多物理學家希望它將在CMS或Atlas探測器的撞擊碎片中露面，以證實暗物質理論。

2、這個東西吸納的是愉快的時光。

事實上，它包含了有史以來人類能創造的最大的真空管，這種超級真空管能產生比你能在月球上發現的壓力還要低十倍的壓力。它所包含的粒子比在太陽系最真空區域中存在的粒子還少，我們不能妄想任何零散的原子能進入那些以光速飛馳的質子軌道中，但現在我們做到了。科學家為避免粒子流與氣體分子在此對撞機真空管內發生碰撞，使其氣壓僅為10的負13次方個標準大氣壓，相當於月球大氣壓的大約十分之一。粒子流在此超高真空的「通道」內運行就如同在星際空間旅行一樣「空曠」。

1、 將能給世界帶來衝擊。

大型強子對撞機實驗引發世界末日的恐慌，但是所有可信賴的科學家都說碰撞不會對世界造成任何威脅，只會顛覆那些不正確的陳舊的物理理論。但是一些喜歡散佈聳人聽聞消息的人警告說，此對撞機(LHC)實驗所發生的粒子碰撞可能會製造難以估量的危險，甚至有可能吞噬整個地球，毀滅整個世界。為此，科學家出台了相關的安全評估報告，以消除這種不必要的恐慌。這份名為《評估大型強子對撞機安全性》的報告發表在英國皇家物理學會9月5日出版的《物理學學報G輯：核與粒子物理學》上，此新報告提供了最全面的證據，足可以證明大型強子對撞機對人類沒有一點威脅。