欧洲大型强子对撞机正式启动(组图)

　　科学家9月10日在靠近法国和瑞士边境的地下实验室开启大型强子对撞机，由此开始高速粒子对撞系列实验。

　　当地时间10日上午9时30分左右（北京时间10日下午30分左右），随着一束质子束流注入对撞机，实验正式启动。负责实验的欧洲核子研究中心发言人葆拉·凯特帕诺说：“质子束流粗细如同一根头发。”

　　这台对撞机是世界最大的粒子加速器，建于瑞士和法国边境地区地下100米深处的环形隧道中。

　　5秒钟后，实验项目位于日内瓦的控制室内电脑收到信号，显示实验进展顺利。

　　开足马力的对撞机能够确保数万亿粒子以高速流过将近27公里长的地下隧道，最高速度将近每秒钟30万公里，相当于光速的99．99％。以如此高速，质子束流每秒可在隧道内狂飙11245圈，单束能量达到7万亿电子伏特。不过，10日实验注入对撞机的质子流运动速度相对较慢，每隔几公里为一段，在隧道中移动。这是为了检测所有设备是否运行正常，包括安装在隧道壁上为数不少的粒子探测器。

　　实验启动近一个小时后，两个白点在控制室的电脑屏幕上闪烁，显示质子束流已经沿隧道环绕一周。在场科学家欢呼鼓掌，庆祝第一束质子束流成功完成顺时针方向“首航”。

　　这以后，科学家将多次重复粒子加速测试，不断提高束流速度，尝试从顺时针和逆时针两个方向反复实验。

　　“真正的好结果是，另一束流从另一个方向过来，”欧洲核子研究中心首席发言人詹姆斯·吉利斯说：“只有当两个方向各有一支束流过来，你才知道确实没有阻碍，是开始工作的时候了。”

　　大型强子对撞机从上世纪90年代初开始设计，耗资数十亿美元。其质子对撞能量是位于美国的目前世界最大对撞机能量的7倍。明年夏天，大型强子对撞机的单束粒子流能量预计将达到7万亿电子伏特的设计能量，对撞将创造出与宇宙大爆炸之后万亿分之一秒时的状态类似的条件。它的启用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。

　　在大型强子对撞机上的4个大实验中，来自80多个国家和地区的7000多名科学家和工程师共同参与制造、维护和运行4个大探测器并进行数据分析。中国在这4个大实验中投资数千万元人民币并将参与物理分析。中国科学院高能物理研究所、北京大学、清华大学、中国原子能科学研究院、中国科技大学、南京大学、山东大学、华中师范大学和华中科技大学等科研院所和高校的科研人员参加了部分实验。

　　（新华社供本报特稿/袁原、杨京德）

　　科技点评

　　有望撞出“金苹果”

　　砸在牛顿头上的那个苹果开启了一位科学伟人的思想宝库，也开启了一个人类认知自然的崭新时代。10日正式启动的欧洲大型强子对撞机有望在电光石火的粒子碰撞中，撞出若干启发人类攀上认知自然新高峰的“金苹果”。

　　其中最值得期待的，当属苦寻多年依旧无处觅芳踪的希格斯玻色子。这一被誉为粒子物理学“圣杯”的粒子，能够完美解释物质质量之源，进而完美地支撑起整个“标准模型”的理论大厦。在现有科技条件下，各种加速器是人类寻找希格斯玻色子的最佳实验装置。而大型强子对撞机是迄今最强大的加速器，它将人类发现希格斯玻色子的期望激发至最高。

　　不过，希格斯玻色子是在假设的前提下出场的，它能否被大型强子对撞机发现以及是否存在迄今依然未知。著名物理学家霍金就曾与美国密歇根大学的高迪·凯恩教授以100美元为赌注打赌，认为大型强子对撞机不会发现希格斯玻色子。尽管如此，对霍金而言，大型强子对撞机极有可能为他带来一枚“金苹果”，即验证他有关黑洞蒸发的理论。霍金说，虽然他认为大型强子对撞机造出黑洞的可能性小于百分之一，“但如果真的能造出黑洞进而验证我的相关理论预言，无疑我将获得诺贝尔奖”。

　　大型强子对撞机正式启动质子束流碰撞后每秒将发生约6亿次的粒子碰撞。尽管目前尚无法预知这将会造就什么样的新发现，但其数据分析结果无疑将有助于回答一些涉及自然和物质本质的基本问题，包括物质质量的来源、各种作用力的统一、暗物质的本性、是否存在其他维度等。由此带来的任何一项科学新发现，都弥足珍贵，足以成为一个个揭秘自然的“金苹果”。

　　此外，在建造这一大型实验装置的过程中，科学家们已经获得了许多科研成果副产品。比如说，互联网最初就是欧洲核子研究中心的科学家为了解决数据传输问题而发明的。为了解决大型强子对撞机海量数据的分析问题，那里的科学家又开始采用分布式计算网络（网格计算）技术将数万台甚至数十万台计算机联合在一起构成全球最强大的超级计算机系统。网格计算技术将对信息时代的科技发展起到重要作用。

　　实际上，大型强子对撞机本身就可谓是人类科研史上金光灿灿的“金苹果”。这一位于全长近27公里的隧道中的对撞机是世界上最大的机器。该项目的完成，在国际上磨合形成了一个全新的大科学、大合作的体制，对其实验数据的分析还将形成科研成果大分享的局面，这无疑将成为人类集中力量攻克科技难题的一大盛举。

　　（新华社北京9月10日电/记者潘治）

　　新闻背景

　　相关名词

　　1、粒子加速器。粒子加速器是一种用人工方法产生快速带电粒子束的装置。它利用一定形态的电磁场将电子、质子或重离子等带电粒子加速，能提供速度甚至接近光速的各种高能量的带电粒子束，是人们改变原子核和基本粒子、认识物质深层结构的重要工具。

　　2、粒子对撞机。粒子对撞机是在高能同步加速器基础上发展起来的一种装置，主要作用是积累并加速相继由前级加速器注入的两束粒子流，到一定强度及能量时使其进行对撞，以产生足够高的反应能量。

　　3、强子。强子是一种亚原子粒子，所有受到强相互作用影响的亚原子粒子都被称为强子。

　　4、标准模型。标准模型是一套描述强作用力、弱作用力、电磁力这3种基本力以及组成所有物质的基本粒子的理论。迄今，几乎所有对这3种力的实验结果都符合这套理论的预测，但标准模型并非万有理论，因为它并没有描述引力。标准模型还有个致命缺陷，那就是无法解释物质质量的来源。

　　5、希格斯玻色子。大型强子对撞机的重要任务之一是帮助科学家寻找标准模型中最后一种未被发现的基本粒子——希格斯玻色子。为了修补标准模型理论大厦的缺陷，英国科学家彼得·希格斯提出了希格斯场的存在，并进而预言了希格斯玻色子的存在。假设出的希格斯玻色子是物质的质量之源，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，最终才有了质量。标准模型预言了62种基本粒子的存在，其他粒子基本都已被实验证实，唯有希格斯玻色子仍未现身。（据新华社北京9月10日电）

　　科学普及

　　“迷你”黑洞没啥可怕

　　据新华社北京9月10日电（记者潘治）在许多人看来，黑洞就如同一个能吞噬万物的怪兽一样可怕，不过多方科学家的仔细推算和反复研究证明，10日启动的欧洲大型强子对撞机即便真的能造出黑洞，也只是个超级“迷你”、“短命”的黑洞，根本不会对地球造成任何影响。根据测算，一个大型强子对撞机里制造出的黑洞，其尺度仅为百亿亿分之一米（10的负18次方米），存在时间仅为十亿分之几阿秒（1阿秒为10的负18次方秒）。由于它存在的时间是如此之短，根本不能吞噬任何周边的物质，因此不可能对地球构成任何危害。

　　1.科学家观看电脑屏幕上的数据。

　　2.项目主任林恩·埃万斯（右一）与在场的科学家交谈。

　　新华社/路透

　　3.科学家在控制中心的计算机前工作。新华社/美联

　　4.图为2007年3月22日拍摄的大型强子对撞机部件的资料照片。新华社/法新

　　5.科学家在控制中心忙碌。

　　新华社/法新