日前中國(guó)科學(xué)界圍繞著中國(guó)是否應(yīng)該建設(shè)大型強(qiáng)子對(duì)撞擊展開(kāi)了一番激烈辯論,。那么大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)究竟是什么東西，它到底有什么用,？本文以簡(jiǎn)單易懂的語(yǔ)言給出了解釋,。從一開(kāi)始，大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）就引發(fā)世人對(duì)科學(xué)新發(fā)現(xiàn)的無(wú)限憧憬,。LHC位于日內(nèi)瓦地下的環(huán)形隧道內(nèi),，總長(zhǎng)27公里，是世界上規(guī)模最大,、能量最高的粒子加速器,，能夠解答我們以前沒(méi)有能力提出來(lái)的問(wèn)題。通過(guò)讓亞原子粒子以接近光速的速度對(duì)撞,，它能證實(shí)科學(xué)界普遍預(yù)測(cè)的粒子是否存在,，還能發(fā)現(xiàn)新的粒子，甚至可能創(chuàng)造出通向其他維度的微型黑洞,。難怪八年多以前LHC首次啟動(dòng)時(shí),，世人會(huì)感到惶恐不安，那時(shí)候甚至有報(bào)道稱,，LHC創(chuàng)造的黑洞將吞噬地球,。這種癔想在很大程度上源于人們對(duì)LHC缺乏了解，不知道它能干什么,，它在做什么,。實(shí)際上，LHC可以說(shuō)是近百年來(lái)粒子物理界領(lǐng)軍人物們的研究結(jié)晶。粒子加速器始現(xiàn)于1937年，被物理學(xué)家用來(lái)窺視微觀宇宙,。這種裝置讓粒子高速撞擊以產(chǎn)生高能碰撞,，最初被用來(lái)探索原子核的結(jié)構(gòu)。隨著技術(shù)的進(jìn)步和物理學(xué)研究的深入,，粒子加速器變得越來(lái)越大,，但其工作原理仍然是利用電磁場(chǎng)驅(qū)使亞原子粒子高速運(yùn)動(dòng)。一位工程師在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)偶極磁鐵之間的連接處作業(yè)
在LHC內(nèi)部,，兩個(gè)高能粒子束以接近光速的速度運(yùn)動(dòng),，然后相撞。它們的運(yùn)動(dòng)方向相反,，由超導(dǎo)電磁體產(chǎn)生的強(qiáng)大磁場(chǎng)引導(dǎo),，環(huán)繞著環(huán)形加速器運(yùn)行。加速器越大,，粒子束運(yùn)動(dòng)的速度就越快,，碰撞產(chǎn)生的能量就越高，這意味著我們對(duì)未知世界的探索就越深入,。LHC里的粒子束在地下環(huán)形結(jié)構(gòu)中的四個(gè)地方發(fā)生碰撞,，對(duì)應(yīng)著四個(gè)粒子探測(cè)器，分別名為超環(huán)面譜儀（ATLAS）,、緊湊式繆子螺線管磁譜儀（CMS）,、大型離子對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)（ALICE）和底夸克探測(cè)器（LHCb）。LHC為科學(xué)研究作出了巨大貢獻(xiàn),，最著名的一個(gè)例子是發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子,。這種粒子是粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型缺失的最后一環(huán)。標(biāo)準(zhǔn)模型是描述基本粒子及其相互作用的理論,。從彼得·希格斯（Peter Higgs）的最初計(jì)算到2012年希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn),，過(guò)去了近50年時(shí)間。據(jù)稱,，這種粒子通過(guò)無(wú)所不在的希格斯場(chǎng),，把質(zhì)量賦予其他所有粒子。但希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)只是個(gè)開(kāi)始,。粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型認(rèn)為,，宇宙中的一切都是由基本粒子構(gòu)成。基本粒子被四種力支配,，即引力,、電磁力,、弱核力和強(qiáng)核力。測(cè)量光子是LHC探測(cè)新事件和未知事件的一個(gè)方法,，因?yàn)楣庾雍苋菀滋綔y(cè),。當(dāng)粒子衰變成光子時(shí)，釋放出的能量相當(dāng)于它們的質(zhì)量乘以光速的平方,。粉紅色光照亮了LHC粒子束管模型內(nèi)部,，該模型被用來(lái)培訓(xùn)工程師和技術(shù)人員
科學(xué)家一直在尋找不符合標(biāo)準(zhǔn)模型的新粒子。到目前為止,，標(biāo)準(zhǔn)模型還無(wú)法解釋如何讓經(jīng)典物理學(xué)與量子力學(xué)兼容等問(wèn)題。科學(xué)家利用LHC來(lái)解答各種奇怪的問(wèn)題,，包括宇宙到底有幾個(gè)維度,。與標(biāo)準(zhǔn)模型不同,，量子物理學(xué)的一些理論認(rèn)為,，我們生活的空間不止三維。例如,，弦理論預(yù)測(cè)有十個(gè)維度,，即九維空間加一維時(shí)間。弦理論認(rèn)為,，振動(dòng)的弦是構(gòu)成物質(zhì)的最基本單位,。有些人指出，如果有更多的維度,，這可以解釋現(xiàn)代物理學(xué)的一些未解之謎,，比如引力相對(duì)于其他幾種基本力為什么如此之弱。弦理論等物理學(xué)理論預(yù)測(cè)了某些粒子的存在,，但這些粒子只存在于比四維更高的維度中,。通過(guò)粒子的高能碰撞，LHC也許能夠發(fā)現(xiàn)這些粒子,。另一個(gè)方法是創(chuàng)造微型黑洞,。 一些理論學(xué)家認(rèn)為，黑洞是通向其他宇宙的門戶,。 “自從2008年LHC啟動(dòng)起來(lái),，利用LHC探索更高維度和黑洞的努力從未停歇，”倫敦瑪麗女王大學(xué)理論物理學(xué)家克里斯托弗·懷特（Christopher White）說(shuō),，“先前已經(jīng)進(jìn)行了探索超對(duì)稱性的實(shí)驗(yàn),，目前仍然在開(kāi)展這方面的研究?！?/span>
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