欧洲大型强子对撞机实现质子束对撞 中国有贡献

图为工作人员正在组装对ATLAS实验计划至关重要的内探测器。

　  历经14个月修复 实现质子束对撞

　　欧洲大型强子对撞机再展神威

　　这次进行的两个实验都有中国的贡献，比如中国制造了其中的两个探测器，并参与了有关数据研究

　　本报布鲁塞尔11月24日电 （记者章念生）20日重启的欧洲大型强子对撞机23日实现首次质子束对撞。

　　欧洲核子研究中心23日发表公报称，当日下午两束质子被导入对撞机四大试验中的ATLAS和CMS两个大型探测器，当地时间14时22分（北京时间23日21时22分）先在ATLAS内实现对撞，然后在CMS内对撞。当晚，质子束又先后被导入另外两个大型探测器ALICE和LHCb内，并实现对撞。

　　欧洲核子研究中心专家23日表示，目前所实现的质子束对撞属于试验阶段，质子束只以4500亿电子伏特能量运行（1电子伏特能量相当于1只蚊子的飞行能量），它只及设计能力的1/14。今后10天内，将进一步观察对撞机的稳定性。如果一切进展顺利，下一步将增加质子束的密度和速度，希望在圣诞节前达到1．2万亿电子伏特能量的水平，明年1、2月达到3.5万亿电子伏特，届时即可获得初步实验结果。

　　根据设计，对撞机将在高能状态下实现质子束的正面高速对撞。科学家希望以接近光速飞行的质子在发生撞击之后，能模拟宇宙大爆炸的能量，并产生新的粒子，帮助人类理解暗物质、反物质、理论上的希格斯玻色子以及其他超对称现象，从根本上加深了解宇宙本质，揭示宇宙形成之谜。

　　欧洲大型强子对撞机位于日内瓦附近、瑞士和法国交界地区地下100米、总长约27公里的环形隧道内，是有史以来人类研制的功率最大的物理学设备，由总部位于日内瓦的欧洲核子研究中心负责操作，共有来自80多个国家和地区的7000多名科研人员参与了这一机器的建设。强子对撞机采用的磁铁具有超导性，能让电流通过时遭遇零阻力，使能量损失降至最低。为具超导性，磁铁必须被冷却到零下273摄氏度。为了达到这一绝对零度，对撞机利用液态氦作为制冷剂。

　　去年9月10日，科学家将第一束质子导入大型强子对撞机，成功完成首次贯穿测试，成为科学界一起划时代事件。但大型强子对撞机启动9天之后，就在进行高速对撞试验前的最后一次实验中，因两块磁铁间的电连接部件被强电流通过时熔化，导致用于制冷的液态氦泄漏，机器严重受损而不得不关闭。此后的修复工作历经14个月。

　　点评

　　陈和生（中国科学院高能物理研究所所长）大型强子对撞代表了目前物质结构研究的最前沿，旨在研究构成物质的最小单元是什么，以及这些最小单元相互作用的规律。就研究本身而言，现在还无法预见它能给社会经济和人们生活带来何种用处。如同居里夫人100多年前研究原子核衰变时，并不知道核能可以用于发电、医疗、武器。但是，我们应当相信，搞清物质运动规律是有用的，这种基础研究会转化为生产力。

　　从另一方面讲，由于欧洲大型强子对撞机这种大型装置价值百亿美元，运用了大量高技术，因此启用这种装置本身，就意味着对社会经济以及其他领域研究的推动意义。这种作用或许不是对撞研究本身的成果所直接产生，而是体现在运用这种大型装置的过程所催生的技术提高。

　　中国高能物理研究所使用的正负电子对撞机，比欧洲大型强子对撞机所研究的对撞能量低，但同样具有重大科学意义。就像光谱研究中，无论研究长波长光的能量还是研究短波长光的能量，都是有意义的。在低能量研究领域，我国的研究水平领先世界，取得了很好成果。而且，欧洲大型强子对撞机这次进行的两个实验，也都有中国的贡献，比如中国制造了其中的两个探测器，并参与了有关数据研究。