tatmeng 2008-9-12 10:05 AM
對撞機模擬宇宙大爆炸首步成功
[size=14px]歐洲核子研究組織周三進行有史以來最大規模的科學實驗，模擬宇宙大爆炸。初步實驗非常成功，亦令早前的謠言指實驗或會製造小型黑洞吞噬地球不攻自破。
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大型強子對撞機九月十日開始運作，是世界上最大的粒子加速
器。圖為從歐洲核子研究組織的隧道觀看到的大型強子對撞機
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兩束相反方向前進的質子束流相撞產生爆炸的模擬示意圖
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大型強子對撞機啟動後，歐洲核子研究組織內的科學家紛紛拍掌[/align]
[size=4][b]末日謠言不攻自破[/b]
這個世紀大實驗，在瑞士與法國邊界接壤的地底深達一百公尺、長二十七公里的環形隧道內進行。今天的實驗是讓質子束流以接近光速，順時針繞行二十七公里長的環形隧道。實驗於當地時間上午九時卅五分（北京時間下午三時半）展開，經過連串步驟，上午十時廿六分，電腦屏幕出現兩個白點，意味着第一束質子束流已穿過價值高達四十億瑞士法郎的強子對撞機，亦即初步實驗成功。
[b]兩質子束將逆向對撞[/b]
目前質子束流已經成功通過了順時針方向的測試，歐洲核子研究組織稍後將讓束流逆時針繞行。最後會讓兩條束流從相反方向前進，目的是希望看看束流相撞後會否產生大爆炸及黑洞。物理學家普遍認為，宇宙的起源就是一場大爆炸。
第一步實驗成功後，實驗室內頓時響起開香檳的喜慶聲，歐洲核子研究組織總幹事阿瑪爾與在場每一位科學家共同歡呼，稱讚所有人做得好，就連遠至芝加哥的實驗室亦同樣感受到這種成功帶來的歡樂。當地的科學家正透過衛星觀察整個過程。這次實驗的成功，猶如為世界各地的科學家打了一支強心針，讓他們更有信心可以擊碎原子成份，嘗試了解原子的結構。
從一九八四年就開始執行此計劃的領導人林恩·埃文斯事後表示：“我放下了第一個重擔。這是一個龐大又複雜的機器，事情隨時會出錯，但今天早上是一個極好的開始。”他未透露下一步撞擊實驗的確實日期，但預料將於“數個月內”進行。
[b]小黑洞不足呑噬地球[/b]
科學家預計，粒子互相撞擊時所產生的溫度，比太陽溫度還要高十萬倍，就好比一百三十七億年前宇宙發生大爆炸時的一剎那。強子對撞機內兩個達到幾千噸的數碼相機已隨時準備好記錄這珍貴一刻，每秒鐘能夠拍攝幾百萬張相片。
事前實驗備受爭議，因為有不少人擔心，質子對撞會製造出小黑洞吞噬地球。但歐洲核子研究組織發言人表示，這是無稽之談。他指這項實驗最嚴重的後果，也不過是質子束流在全速前進的時候失控，撞壞撞擊機，不可能毀滅地球。英國著名物理學家霍金支持這說法，聲稱實驗絕對安全。
是次計劃由歐洲核子研究組織二十個成員國安排，吸引了八十個國家的研究人員，當中一千二百人來自美國，美國是實驗的觀察國家，貢獻了五億三千一百萬美元；另一觀察員國家日本亦是計劃的主要捐獻國。有些科學家更表示，為了等待使用強子對撞機，足足等了二十年。[/size]
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對撞機長達15米的冷卻雙極磁體
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強子對撞機實驗負責人林恩·埃文斯
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這個“木球”建築是歐洲核子研究組織[/align]
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[b]四大實驗由八十多國逾七千科學家分擔~中國參與對撞機實驗[/b]
歐洲核子研究中心大型強子對撞機十日正式啟動，將第一束質子束流注入二十七公里長隧道內的對撞機。北京大學物理學院錢思進教授當天在位於日內瓦郊區的歐洲核子研究中心接受新華社記者專訪時表示：“這具有里程碑意義，為在前所未有的對撞能量下取得新發現奠定了基礎。”
[b]對撞能量增加五倍[/b]
參與大型強子對撞機上CMS探測器建設的錢思進介紹說，此次啟動還不是大型強子對撞機開始對撞，只是將第一束質子束流注入對撞機，使其以接近光速的速度走通二十七公里環形隧道；經過一段時間（數小時至數十小時）調試，在第一束質子束流走通對撞機並運行穩定後，再注入與其平行的第二束質子束流反方向運行。在相向平行運行的兩束質子束流穩定之後，再經過幾天至幾個星期的極其複雜細緻的同步調整，才可能開始實現兩束質子束流的對撞。
錢思進說，如果一切順利，大型強子對撞機將在年底前實現兩束各達五萬億電子伏特能量的質子束流對撞，此能量將是以前世界紀錄的五倍。按計劃，質子束流明年夏天將達到七萬億電子伏特的設計能量。
[b]冷卻系統全球最大[/b]
大型強子對撞機的建造已歷時十幾年，難度很大，僅啟動前的準備工作頭緒就非常繁多。錢思進說，啟動前主要是完成超導磁鐵的冷卻和質子束流的預加速，其中的最大難題，是將位於地下一百米的二十七公里隧道中的數千根組成對撞機的大型超導磁鐵冷卻到零下二百七十一攝氏度。整個隧道分成等長的八段逐一冷卻、通電並進行束流通過實驗，每段冷卻需要至少三四個星期，冷卻後若在實驗中出現任何問題又要升到室溫排除故障，升溫也需若干星期，一冷一熱就要兩三個月。儘管艱難，經過不懈努力，所有磁鐵最終於今年七月全部冷卻成功。大型強子對撞機是世界上最大的冷卻系統，共加注了一萬噸液氮和一百三十噸液氦，其中液氦用量達世界年產量的約百分之一。
[b]中國投資數千萬元[/b]
質子束流預加速也是個複雜過程，對每一束質子束流，從地面到地下、在室溫下從質子直線加速器、小環形加速器（周長一百多米）、質子迴旋加速器（周長六百多米）到超級質子迴旋加速器（周長約七公里）都必須進行由小到大的四級預加速。
在大型強子對撞機上的四個大實驗中，來自八十多個國家和地區的七千多名科學家和工程師共同參與製造、維護和運行四個大探測器並進行數據分析。中國在這四個大實驗中投資數千萬元人民幣並將參與物理分析。中國科學院高能物理研究所、北京大學、清華大學、中國原子能科學研究院、中國科技大學、南京大學、山東大學、華中師範大學和華中科技大學等科研院所和高校的科研人員參加了部分實驗。[/size]
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對撞機位於瑞士與法國邊界接壤的地底深
達一百公尺、長二十七公里的環形隧道內
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位於日內瓦歐洲核子研究組織內世界最大型的緊湊渺子線圈的磁心
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第一束質子束流進入大型強子對撞機後
，科學家透過電腦屏幕觀察其一舉一動
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歐洲核子研究中心的科學家凱特·麥可
爾平對實驗能初步成功感到很高興[/align]
[size=4][b]大型強子對撞機（LHC）任務~尋找“上帝粒子”[/b]
1964 年，英國理論物理學家希格斯，主張物質的質量來自於一種尚未發現的粒子，這種理論中存在的粒子，之後就被稱為“希格斯玻色子 ”（Higgs Boson），由於希格斯相信這種粒子是物質質量的來源，因此它也被稱為“上帝粒子”。若能證實希格斯玻色子存在，將大大填補現今“標準模型”理論（描述基本粒子的理論，能精確預測基本粒子之間的交互作用，因此成為目前的主流理論）在總結粒子知識方面的重大缺口。
[b]探索“超對稱”[/b]
粒子物理學家認為，自然界中有一種基本的對稱性，這就是所謂的“超對稱”，組成世界的每個基本粒子應該都有電荷等相同的“超夥伴”，但科學家至今尚未觀察到粒子有這種超夥伴存在，大型強子對撞機此次的任務中，或許能觀察到超對稱存在的證據，解釋近年來最不可思議的發現之一：宇宙中可見物質只佔4%，其他則是暗物質（23%）與暗能源（73%）。
[b]調查物質與反物質[/b]
能源轉為物質後，製造出粒子與帶有相反電荷的反粒子，粒子與反粒子相撞時，會消滅彼此，根據傳統的宇宙理論，物質與反物質數量應該相同，但讓人困惑的是，目前觀察到的物質數量，遠遠超過反物質的數量，大型強子對撞機此次也將嘗試解開這個謎團。
[b]複製宇宙大爆炸[/b]
137 億年前宇宙誕生之初，物質就像一團極熱、濃稠的湯汁，構成湯汁的是所謂的“夸克膠子電漿”，這團湯汁冷卻後，次原子粒子“夸克”凝結在一塊，形成質子與中子等複合粒子，隨之形成我們現在看到的一切。科學家盼藉大型強子對撞機計劃，觀察宇宙大爆炸沒多久存在、但現在已看不見的東西。[/size]
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霍金[/align]
[size=4][b]霍金賭實驗找不到“上帝粒子”[/b]
大型強子對撞機的啟動，最令人期待的當屬苦尋多年依舊無處覓芳蹤的希格斯玻色子。英國著名的天體物理學家霍金與美國密歇根大學的高迪·凱恩教授以一百美元為賭注打賭，強子對撞機實驗不會發現有“上帝粒子”之稱的希格斯玻色子。
儘管如此，對霍金而言，大型強子對撞機極有可能為他帶來一枚“金蘋果”，即驗證他有關黑洞蒸發的理論。霍金說，雖然他認為大型強子對撞機造出黑洞的可能性小於百分之一，“但如果真的能造出黑洞進而驗證我的相關理論預言，無疑我將獲得諾貝爾奬”。
霍金告訴BBC廣播電台：“大強子對撞機有四分之一的機會，增加我們研究粒子互動的能量。根據目前的想法，應該足以發現希格斯粒子。”他還說：“我想，如果沒發現希格斯粒子，會更令人興奮，那就表示某些地方出了錯，需要重新思考。我賭一百美元，我們不會發現希格斯粒子。”
雖然霍金質疑發現希格斯粒子的可能性，但他表示，這場實驗可能發現已知粒子“超對稱夥伴”關係的超對稱粒子。
“希格斯粒子”是一種理論化的粒子，可以解釋為何其他粒子擁有質量。多年來科學家欠缺能夠產生強大對撞的機器，以證實號稱“上帝粒子”的希格斯粒子確實存在。[/size][/size]
oneout 2008-9-30 06:23 AM
Thanks for the lesson!:idea :idea :idea
