研究高能物理的方法不止一種,為什麼中國還要建造大型強子對撞機

2020-12-03 科學拾遺

中國要不要建造大型強子對撞機?中國人為這個問題吵翻了天,爭論的核心在於大型強子對撞機的價值,值不值得建造。我們知道,現代的科學有兩個研究方向,一個是宏觀,一個是微觀,宏觀方向的研究很有價值,關係到人類能不能走出地球,移民外星;至於微觀世界的研究,那就更重要了,它關係到世界的基礎,不過目前來說,對我們最有價值的,還是原子能,也就是核能。毋庸置疑的是,無論是科學的宏觀方向,還是微觀方向,對人類來說,都非常重要,所以,在宏觀方向,也就是航天事業,許多國家都不計成本的發展,儘管代價很大。

而微觀領域,比宏觀領域更難研究,雖然人類基本上無法到達除地球以外的宇宙的所有地方,但還有天文望遠鏡幫助科學家研究宇宙,但微觀世界,科學家根本無法通過科技設備觀察到原子的內部,一方面是原子太小,另一方面是原子內部的微觀粒子擁有很多奇詭的性質,比如不確定性、瀰漫性等等,阻止科學家的觀測。所以,在微觀領域方面,都是用高速粒子去撞擊原子核,然後通過表現出來的現象,間接研究原子內部的奧秘。

而大型強子對撞機有兩個作用,一是可以加速粒子,從而得到高速粒子;二是可以完成高速粒子和原子核的碰撞。因此,大型強子對撞機對高能物理的作用不言而喻,相當於殺豬匠的殺豬刀,不可或缺,有了大型強子對撞機,才是研究高能物理,沒有大型強子對撞機,只能說是對高能物理的學習和猜想,意義截然不同。而為了讓高速粒子足夠高速,大型強子對撞機往往非常大,而且越大效果越好,因為大型強子對撞機越大,高速粒子的速度就能被加速到更大,從而讓試驗的效果更好,參考回旋加速器。

從上面可知,由於大型強子對撞機夠大,所以造價自然高,也因為它的巨大,毛病自然就會更多,日常維修都是一筆巨大的費用。因此,大型強子對撞機就相當於一個吞噬金錢的黑洞,讓人望而生畏,那麼,可不可以不用大型強子對撞機,而是通過其他方式研究高能物理呢?答案是可以的,而且效果比大型強子對撞機更理想,不過,這種方式有點特殊,比起這種方式,科學家寧願建造大型強子對撞機。

因為這種高能物理的理想研究方式是在太空中進行,我們知道,太空中有很多宇宙射線,微觀粒子的種類非常多,質子、中子、電子、甚至正電子和負質子都是存在的,而且還有暗物質,有可能也是一種新粒子。當然,最主要的是,太空中的微觀粒子是高速的,省去了加速的過程,不過由於地球的大氣和磁場,這些宇宙射線無法進入地球內部。

因此,就只能去太空中,才能通過哪些宇宙射線研究高能物理,不過,人類目前無法長時間呆在太空中,加上進入太空要穿太空衣,而且還有各種身體上的要求,所以讓科學家去太空研究高能物理是非常不現實的,因此只能老老實實的建造大型強子對撞機。

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  • 為什麼中國沒必要建造大型強子對撞機?來看看楊振寧怎麼說
    引言:從中國目前的發展情況來看,雖然我們在個別領域的科技水平已經領先世界水平,但是在很多領域還是落後的,例如高能物理學。對高能物理學頗有研究的地區應該就是歐洲了,因為他們建立起了世界上最大的強子對撞機。但有很多科學家認為中國沒有必要建造這樣的機器,這是為什麼呢?
  • 高能物理研究和粒子對撞機那麼有用,為什麼有人反對有人贊成呢?
    近日,有關中國是否應該建造大型粒子對撞機的話題,再次成為人們熱議的話題。觀點大致分成兩種,一種是支持建造大型粒子對撞機的王貽芳院士,主張通過建造對撞機來使中國高能物理研究方面儘快追趕上西方。另一種是不贊成建造大型粒子對撞機的楊振寧院士,認為有關高能物理研究的盛宴已過,中國應該把有限的經費投入到其它科研領域。
  • 為什麼楊振寧要反對中國建造大型強子對撞機?
    實際上,楊振寧一直都反對中國建設大型粒子對撞機,這從他1971年回國開始就是如此。當然,他僅僅是反對建造,而不是竭力阻止。這是因為,建造大型粒子對撞機是國家行為,是由國家根據實際情況來做決定,而不是楊振寧能夠拍板或者決定的。那楊振寧為什麼要反對呢?今天,我們就來聊一聊這個話題。
  • 楊振寧為何反對中國建造大型強子對撞機?他和王貽芳在爭論什麼?
    關於大型強子對撞機的爭論由來已久,爭論雙方,一方是物理學家楊振寧,另外一方其實有所變化,如今是以王貽芳為代表的中科學院高能物理所的科學家們。那這個爭論到底是咋回事呢?我們來詳細聊一聊這個話題。第一場對撞機之爭很多人都以為大型強子對撞機的爭論是最近的事情,而不知這其實是40多年前就開始爭論的事情。話說在1972年,當時有一部分國內的物理學家主張建造粒子加速器。那粒子加速器到底是什麼呢?
  • 王貽芳力主建造的大型高能粒子對撞機,有什麼用?建還是不建?
    簡單來講,大型強子對撞機主要是用來發現新的粒子,研究物質的內在屬性。目前對撞機已經發現了希格斯粒子希格斯玻色子的存在,這也就是我們常說的上帝粒子。為什麼要去發現新的粒子並研究物質的內在屬性呢?當然是為了揭開宇宙的終極奧秘。
  • 為什麼大型強子對撞機不能給它的粒子注入更高的能量呢?
    前段時間,中國的大型強子對撞機被聲明暫時不建造,因為建造它需要耗費非常高昂的資金與人力資源,所以中國的對撞機建造暫時暫停。儘管如此,大型強子對撞機仍然是各個國家都想要擁有的科研設備,對於前沿科技發展來說,這個設備至關重要。
  • 中科院高能物理研究所所長:建造大型對撞機正當其時
    9月4日,《知識分子》刊發了楊振寧先生的文章《中國今天不宜建造超大對撞機》,作為正在高能物理一線從事實驗工作的科學家、現任中國科學院高能物理研究所所長,我不能同意他的觀點。  (一)楊先生反對的第一點理由是造大型加速器是無底洞。這裡涉及三個問題,一個是SSC為什麼失敗?第二是中國的大型加速器需要多少錢?第三是這個估計可靠嗎,是不是又是一個無底洞?
  • 為什麼楊振寧要反對建造大型強子對撞機?一點點來分析理由!
    楊振寧教授多年來在不同的場所表達自己的觀點,就是反對中國獨自建造大型強子對撞機,這一點,很多人不是很理解,這篇文章做簡要分析,有所缺失,僅供討論。首先我們先來說明一下,大型強子對撞機的作用:說簡單點就是把質子或中子等亞原子,即強子,通過對撞機加速到接近光速,再進行碰撞,達到破碎分解這些粒子,然後尋找、研究更細小粒子結構和屬性。
  • 楊振寧為何反對中國建造大型對撞機:2億元太浪費
    在高能物理領域,最受關注的科研設備無疑是大型強子對撞機。這種機器是物理學家用來發現新的粒子,研究微觀狀態下粒子運動的高能物理設備。目前世界上最大的強子對撞機,位於歐洲日內瓦和附近,在地下100米深處17公裡的隧道內,它也是人類研究高能物理的重要工具。
  • 中國為何不建大型強子對撞機?諾獎得主楊振寧分析緣由
    引言:強子對撞機效用較廣,它能幫助人類更好地鑽研高能物理世界。早前,曾有科學家提議在中國建造大型強子對撞機,楊振寧為何表示反對?經過多年努力與探索,中國已在多個領域上取得巨大進步,中國的工業、製造業等逐漸趕上了發達國家的步伐。
  • 為什麼物理學需要大型強子對撞機以外的粒子對撞機?科學家這樣說
    在歐洲大型強子對撞機內部,質子以299,792,455米/秒的速度通過,僅比光速慢3米/秒。高能物理領域存在一個問題,一方面,我們有粒子物理學的標準模型:描述宇宙粒子及其相互作用的量子場論。從核反應堆到放射性衰變,再到宇宙粒子,再到高能加速器,標準模型已經通過了所有設計出來的實驗測試。另一方面,標準模型並沒有解釋一切。
  • 反對建大型對撞機?先了解一下高能物理
    早在 2016 年 8 月,華裔數學家丘成桐接受新華社採訪時說,希望在中國秦皇島市山海關建設大型粒子對撞機。這篇報導不僅引發了廣泛的社會關注,還掀起了一場物理界的爭辯。9 月,理論物理學家楊振寧發布文章,反對中國建設大型對撞機。中國科學院高能物理研究所所長、實驗高能物理學家王貽芳也撰文,列舉中國今天應該建造大型對撞機的理由。
  • 歐洲將地下粒子對撞機與大型強子對撞機相連
    歐洲核子研究中心(CERN)的物理學家們公布了一種周長為100公裡的大型粒子加速器的藍圖,該加速器將被用於以前所未有的細節研究希格斯玻色子,並探索新的物理學。今天,為未來的圓形對撞機(FCC)發布了概念設計報告。FCC是一種地下粒子對撞機,將與日內瓦附近現有的大型強子對撞機(LHC)相連。
  • 楊振寧和王貽芳關於中國是否建設大型強子對撞機之爭,你支持誰?
    近來關於大型強子對撞機的爭論已久,一方是物理學家楊振寧,另一方是中國高能物理界領軍人物王貽芳,為此他們爭論不休。大型對撞機說白了就是一種粒子加速器,其實目的就是讓粒子在高速下相互碰撞,從而打碎其原有的物理結構,產生一種新的粒子,這不僅為研究人員探索物質本質起到了輔助作用,更能夠讓中國在高能物理學中取得更大的發展成就。簡單來說,大型對撞機有可能揭開宇宙起源的奧秘,如宇宙大爆炸、反物質、高維空間等極為科幻的問題都有可能能得到解決。
  • 楊振寧為什麼極力反對中國建造大型粒子對撞機?
    粒子是指不改變物理特性的前提下,一個物質最小的組成部分,我們知道的質子、中子和電子都屬於粒子。粒子粒子之間的相互作用一直都是高能物理研究的重點,作為物理學的前沿領域,科學家們堅信高能物理可以敲開宇宙奧秘的大門。
  • 反對建大型對撞機?先了解高能物理好吧
    9 月,理論物理學家楊振寧發布文章,反對中國建設大型對撞機。中國科學院高能物理研究所所長、實驗高能物理學家王貽芳也撰文,列舉中國今天應該建造大型對撞機的理由。《楊振寧的最後一戰》一文,不過是當時論戰的回音。且不論該建不該建,大多數普通人都可以借著這次討論補習一下高能物理基礎知識。
  • 大型強子對撞機,中國也在製造,但為何說它就是個「黑洞」?下
    為什麼叫「強子對撞機」?是因為通常是拿質子來對撞的;中子因為不帶電,所以沒法用電磁力加速。不過也有拿原子來對撞的,比如希格斯玻色子的發現就是用鉛離子,也就是電離的鉛原子,它比質子更大更重,可以研究的原材料更多。
  • 中國要不要建造大型強子對撞機?你是支持楊振寧,還是反對
    大型強子對撞機是用來拆分原子結構的裝置,可以把原子拆分成更小的微觀粒子,以便於科學家對量子力學的研究,而如果沒有大型強子對撞機,微觀領域的研究很難進行,說到底,大型強子對撞機是研究量子領域的標準配置,重要性毋庸置疑。
  • 反對建大型對撞機?還是先好好了解一下高能物理吧
    高能物理又稱之為粒子物理,是 20 世紀後半世紀最紅的物理學分支,主要研究比原子核更小的微觀物質,以及微觀物質在高能量下的變化。 一篇《楊振寧的最後一戰》,又讓大型對撞機之爭呈現在公眾輿論場。
  • 丘成桐支持,楊振寧反對,中國「大型強子對撞機」到底何去何從?
    在中國是否建設大型強子對撞機的問題上,引發了兩個學術界的風雲人物爭論。丘成桐是國際知名數學家,曾發布的一篇文章《丘成桐:關於中國建設高能對撞機的幾點意見並回答媒體的問題》後,諾貝爾物理學獎獲得者楊振寧發表了一篇文章《中國今天不宜建造超大對撞機》進行了反駁。