加州理工科学家期待下次对撞机实验

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【大纪元1月21日讯】(大纪元记者方平洛杉矶编译报导)“宇宙是什么组成的?”“东西为什么会有质量?”科学家们为了找出这些最基本问题的答案,特意建构了一个全宇宙最严酷的环境来模拟宇宙形成初期、即大爆炸时的情景。

这座耗资92亿美元制造的、位于瑞士日内瓦并延伸至法国的“大型强子对撞机”极为庞大,环绕轨迹长达十七英哩,是属于粒子加速器的一种。这里的温度设定得比宇宙任何地方都要严寒,只高出绝对零度 ( 摄氏–273度 )一点点,其真空程度犹胜外太空,磁场强度更是地球磁场的20万倍。这个前所未见的对撞器属于“欧洲核子物理研究所”,以法文缩写CERN闻名于世。

加州理工学院的“试验粒子”物理学家玛莉亚‧丝波罗普鲁(Maria Spiropulu) 称其为人类所曾建构、最大最复杂的机器以及试验,她说:“任何类似的东西都没有,太空计划里也找不到,完全是史无前例的。”丝波罗普鲁只是加州理工参与此计划的20位前沿物理学者之一,另外还有成群的研究生、博士后研究生,甚至大学生都参与了这项研究。

丝波罗普鲁曾在去年11月某日担任对撞机实验指挥官,那是“强子对撞器”于2008年9月19日因出现意外停用一年以后,首度重新开展试验。

当时“强子对撞器”破记录地以1.18千亿电子伏特的电能,将质子由加速器中发射出去,实验持续了27天。

加州理工另一位专精高能试验物理的哈威‧纽曼教授认为,经过一年时间的准备,这次的试验特别地顺利。透过仅仅几百个小时的试验,“大型强子对撞机”证实了高能物理学者过去一整个世纪所有研究的成果,而这还只是“强子对撞器”的热身活动而已。丝波罗普鲁也说:“我们还没期待会观察到新奇的现象,目前为止都还只是玩玩──但也可能玩出大量的可能。”

今年二月后,物理学者们会再度回到瑞士,重新启动对撞器,将质子加速到完全环绕17英哩的程度。如此,能量将远远超出目前小型对撞器,如动力小得多、位于美国费米试验室的“兆电子伏特加速器”。学者们期待,借此找到宇宙起源大爆炸后数秒内才存有的细微粒子。

丝波罗普鲁说:“大型强子对撞机”对高能物理学的研究来说仿佛显微镜一般,让学者能够实际应用20世纪最伟大的质能互换方程式 E=MC2。当能量被转换成质量,粒子被加速到跟光速一样时,科学家就能看到全新、未曾见过的粒子。

科学家还在寻找“次原子物理学的圣杯”,也就是1964年即被预测存在却至今没能观察到的“希格斯玻色子(Higgs boson) ”,据说就是这种粒子使东西有了质量。他们也希望在寻找“圣杯”的同时,能找到更多断层谜题的解答。

据了解宇宙成分当中,科学家已知的只有少得可怜的百分之四,也就是人类、地球、与星星的成分。对于其他百分之96被称为黑能量或黑物质的部分,几乎一无所知。学者们并不确知,一年一年地提高撞击器的能量,真能找到什么,也许其它空间、新粒子或黑洞是可能的几个项目。◇ (http://www.dajiyuan.com)

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