揭密宇宙起源--大型强子对撞机质子束流对撞试验

　　新华网北京3月30日电特稿：打开宇宙起源奥秘之钥——欧洲大型强子对撞机质子束流对撞试验

　　新华社记者刘石磊

　　化石研究使人们得以了解遥远的人类历史甚至是地球历史，但科学家的探求远未止于此，更加遥远的“史前之前”——宇宙的起源也是人类的探秘目标。然而我们能借助什么来研究这一奥秘呢？

　　强子对撞机被认为是当前可以模拟宇宙大爆炸后初态从而探索宇宙起源奥秘的重要机器。但它的建造和运行极其复杂，一次对撞试验可能需要数年的准备。因此欧洲大型强子对撞机30日的质子束流对撞试验，成为人类探寻宇宙起源奥秘的一次重要尝试。

　　揭秘宇宙起源

　　粒子物理学的“标准模型”是一整套理论，它对强作用力、弱作用力、电磁力这3种基本力量和组成所有物质的基本粒子进行了描述。迄今，对这3种力的试验结果几乎都符合“标准模型”的预测，但这一理论的重要缺陷，是它无法解释物质质量的来源。

　　为修补这一缺陷，英国科学家彼得·希格斯提出“希格斯场”理论，进而预言希格斯玻色子的存在。假设中的希格斯玻色子是物质质量之源，其他粒子在希格斯玻色子构成的“海洋”中游弋，受其作用而产生惯性，最终有了质量。“标准模型”所预言的62种基本粒子几乎都已被试验证实，唯有希格斯玻色子仍未现身。

　　依据宇宙大爆炸学说，大型强子对撞机的对撞试验可望创造出与宇宙大爆炸之后万亿分之一秒时状态类似的条件，这将为科学家研究宇宙起源和各种基本粒子特性提供强有力的手段。科学家尤其期待借助这一设施发现被比喻为物理学“圣杯”的希格斯玻色子，进而完美支撑粒子物理学“标准模型”的理论大厦。

　　在大型强子对撞机的构想出现近30年后，欧洲大型强子对撞机于2008年9月正式启动，但启动后不久就因氦泄漏事故停止运行，直至2009年11月才重新启动。

　　辟谣“毁灭”之说

　　如此强大的对撞试验，引来一些不明真相者的担忧，有人甚至抛出“试验会产生黑洞进而毁灭地球”的谣言，一些虚假消息在对撞机首次启用之前一度风传。

　　事实上，欧洲大型强子对撞机的设计建造汇聚80多个国家和地区逾7000名科学家和工程师之力，自设计之初就针对其自身安全以及对环境的影响进行过多次评估研究。2003年，独立科研团体提供的研究报告认为，大型强子对撞机不会带来任何危险。2008年，又有包括诺贝尔物理学奖得主在内的科学家提供补充报告证实这一论断。

　　2008年时任欧洲核子研究中心主任的罗贝尔·艾马说：“大型强子对撞机是安全的，任何有关它可能引起风险的说法纯属虚构。”该中心首席科学家乔斯·恩格伦说：“地球上早已经发生过成千上万次与大型强子对撞机试验相等能量和程度的自然过程了，但这个星球依然存在。”

　　随着大型强子对撞机在2008年9月正式启用，“毁灭地球”的谣言不攻自破。

　　保持多项“之最”

　　欧洲大型强子对撞机这个用以完成“大试验”的大家伙，自建成之日起就创造并保持了多项“世界之最”。

　　世界上最大的机器：“大型强子对撞机”不仅是世界上最大的粒子加速器，而且也是世界上最大的机器。它位于瑞士、法国边境地区地下100米深的环形隧道中，隧道全长26．659公里。

　　地球上最快的“轨道”：如果“开足马力”，数以百万计的粒子将在环形隧道内以每秒11245圈的速度“狂飙”，约等于光速的99．99％。

　　太阳系中最“空旷”的地方：为避免粒子束流与气体分子发生碰撞，粒子束流都在超高真空的“通道”内运行，这一内部空间如同星际空间一样“空旷”，气压仅为10的负13次方个标准大气压，比月球上的大气压还要小很多。

　　最热与最冷的机器：大型强子对撞机是个既极端热又极端冷的机器。当两束粒子流对撞的时候，碰撞点将产生极端高温，可以达到太阳中心温度的10万倍。而与之形成鲜明对比的是由于采用了超流体氦冷却等手段，对撞机中粒子束运行的加速腔在工作时的温度仅为零下271．3摄氏度，比遥远太空的某些空间还冷。