探訪「上帝粒子」發現地歐洲核子研究中心

2020-12-06 參考消息

 


大型強子對撞機的重離子注入器

 

《參考消息》駐日內瓦記者 王昭 劉洋報導 歐洲核子研究中心(CERN)位於瑞士和法國兩國邊境,從日內瓦市中心駕車不過20分鐘車程。CERN不僅是著名情景美劇《生活大爆炸》中男主角「謝爾頓」、「萊納德」仰慕嚮往的「科學聖殿」,還是暢銷書作家丹·布朗筆下具有極大能量的「反物質」的誕生地。

7月4日,CERN宣布,大型強子對撞機上的兩個實驗組均發現一種新的粒子,它具有和科學家們多年以來一直尋找的「上帝粒子」希格斯玻色子相一致的特性,這使CERN再次成為學界與公眾聚焦的焦點。為此,本報記者專程前往採訪。

主攻大型科學實驗

CERN一側靠近日內瓦連接法國的一條繁忙公路,另一側則是寧靜的葡萄園。進入園區,實驗室外觀更像工廠廠房,管道密布。

CERN創立於1954年,是世界上規模最大的粒子物理學實驗室,位於瑞士日內瓦近郊,橫跨在瑞法邊界上,由歐洲20個會員國共同管理,與包括中國在內的45個國家籤署了合作協議。來自113個國家的608所高校、科研院所的萬名研究人員在這裡從事研究工作,他們約佔全世界粒子物理學家的一半。

中國科研人員也參與其中並作出了貢獻。包括中科院高能物理所、北京大學、清華大學在內的多所院校、研究機構數十位師生在國家的支持下參加了大型探測器部件的研製、生產、安裝和運行及數據和物理分析工作,這對於大型強子對撞機的實驗起著不可或缺的作用。

該中心預算經費(每年約10億瑞郎,1瑞郎約合1.02美元)來自於會員國繳納的會費,主要用於建設和運行大型實驗裝置,如2008年投入使用的總造價50多億瑞郎的大型強子對撞機。而做實驗的大型探測器(每個耗資五六億瑞郎)本身所需經費則由參與研究的物理學家及為他們提供財政支持的機構負責籌措。

這樣的模式保證了「集中力量辦大事」,用最先進的設備、最發達的科研條件吸引全世界頂尖人才,又通過他們吸引到所需的資金;與此同時,設備、人才的聚集保證了「大科學實驗」得以實施,為取得重要科研成果奠定了基礎。

接近光速的「奧德賽之旅」

古希臘史詩《奧德賽》中,主人公奧德修斯歷經艱辛後終返家鄉,成就英雄事跡。今天,小小的質子正在CERN內的大型強子對撞機中進行著接近光速的「奧德賽之旅」,其任務只有一個,那就是探測人類當前對物理學能夠了解到的所有粒子,特別是被稱為「上帝粒子」的希格斯玻色子,據信這種粒子在大爆炸之後宇宙形成的過程中扮演了重要角色。

參與歐洲核子研究中心大型強子對撞機實驗多年、正在參加探測器運行值班的北京大學物理學院教授錢思進告訴記者,CERN的「看家法寶」大型強子對撞機是現在世界上最大、能量最高的粒子加速器,是將質子加速對撞的高能物理設備。兩個質子束流能量各為7TeV(1TeV為10的12次方電子伏),相當於此前全球最大的強子對撞機能量的7倍。愛因斯坦有一個重要的公式,能量=質量×光速的平方(E=MC2),能量越高,我們能撞出的質子的質量就越大,這意味著,大型強子對撞機具備完成此前「不可能完成的任務」的能力。

大型強子對撞機每年多數時間進行質子對撞,另有小部分時間進行重離子對撞。氫是世界上結構最簡單的化學元素,氫原子只有一個質子和一個電子,科研人員將電子從氫原子中剝離出去,然後將約100萬億個質子集中在一起形成質子包,並將質子包射入長度約為三四十米的直線加速器,質子包由此進入漫長的旅程。從數量上看,100萬億確實是個天文數字,不過100萬億個質子形成的質子包,其直徑還比不上一根頭髮絲的粗細。

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    &nbsp&nbsp&nbsp&nbsp2016年5月1日,上帝粒子的發現,上帝粒子對人類意味著什麼?上帝粒子是在宇宙誕生的時候發現的,有研究所正在對上帝粒子進行研究,那上帝粒子對於人類而言到底意味著什麼呢?下面科技訊小編帶你看下上帝粒子的發現。
  • 歐洲證明「上帝粒子」存在 或解釋宇宙初創之謎
    歐洲核子中心(CERN)昨日公布來自大型強子對撞機(LHC)的重要數據,顯示有「上帝粒子」之稱的希格斯玻色子存在的強有力證據。  中國社科院專家上午接受法晚記者採訪時稱,這一數據就好似我們用收音機收到了「上帝粒子」的信號,未來一年之內,將很有可能發現這一粒子,解釋宇宙初創之謎。
  • 歐洲核子研究中心發現新粒子 找到希格斯玻色子有望
    據英國《每日郵報》12月22日報導,歐洲核子研究中心的大型強子對撞機(LHC)日前發現全新粒子,該粒子數年來一直被物理學家們懷疑存在,但此前卻從未得見。超面環儀器(ATLAS)是LHC的兩大粒子探測器之一,它在LHC內數萬億的碰撞中捕捉到了這個名叫「Chi_b (3P)」的粒子。
  • 「上帝粒子」找到了!
    位於瑞士與法國邊界的歐洲核子研究中心4日宣布,根據最新的初步研究成果,科學家們發現了一種新的粒子,但這種粒子的特性還有待進一步確定。 歐洲核子研究中心沒有明確證實新發現的粒子就是物理學界長期尋找的被稱為「上帝粒子」的希格斯玻色子。但是這一發現顯然對於粒子物理學的研究具有十分重要的意義。
  • 如果歐洲核子研究中心發現了一種新的粒子,這意味著什麼呢?
    歐洲核子研究中心:有許多國家和組織參與,在這裡取得了舉世矚目的成就標準模型的高潮是希格斯玻色子的發現:本世紀初,在歐洲核子研究中心的大型強子對撞機中被發現了玻色子。但在那個時候,還有很多其他的謎團,這些謎團——就其本質而言——需要新粒子的存在來解釋我們所觀察到的物理現象。它們包括:I.N.D.基金幫助馬拉威學生實現了暗物質的夢想,也幫助他們認識到一個事實,即宇宙質量中80-85% 的東西都無法用標準模型中的粒子解釋。
  • 歐洲核子研究中心:這裡有詩意的機器 看不見的舞蹈
    歐洲核子研究中心:這裡有詩意的機器   義大利導演瓦雷裡奧·加隆果(Valerio Jalongo)還記得自己在大學哲學系時,曾讀過古希臘哲學家赫拉克利特的一句話,「自然喜歡隱藏」。這句話是什麼意思?就是說,支配我們所見的一切的法則是我們肉眼看不見的?還是說,每件清楚呈現在眼前的事情,同時也在躲藏我們?
  • 歐洲核子研究中心大型強子對撞機正式啟動
    歐洲核子研究中心的大型強子對撞機於當地時間10日9時30分(北京時間10日15時30分)左右正式啟動,將第一束質子束流注入對撞機。這些問題即使只解答一個,也將是具有變革意義的突破,所以著名物理學家霍金稱這次實驗將帶來「物理學發現的新黃金時代」。
  • 疑似"上帝粒子"被發現 霍金要輸了
    4年前,他押下100美元的賭注,打賭人類永遠也不可能發現希格斯粒子——這種有著「上帝粒子」之稱的神秘粒子,被認為是宇宙起源。  而昨天,歐洲核子研究中心(CERN)的科學家表示,他們在尋找「上帝粒子」的研究過程中,發現了一種新型亞原子粒子,該粒子符合上帝粒子的屬性——它可能真的就是科學家多年來翹首以盼的「上帝粒子」!
  • 「上帝粒子」 可能找到了
    7月4日,在瑞士梅蘭歐洲核子研究中心,歐洲核子中心科學家當日宣布他們在尋找「上帝粒子」希格斯-玻色子的過程中發現了一個新粒子,與希格斯-玻色子特徵有吻合之處。「上帝粒子」可能找到了。經過長期研究和探索,科學家們建立起被稱為「標準模型」的粒子物理學理論,它把基本粒子分成3大類:夸克、輕子與玻色子。「標準模型」預言了62種基本粒子的存在,希格斯玻色子是最後一種未被證明存在的基本粒子,由於它難以尋覓又極為重要,因此也被稱為「上帝粒子」。英國科學家彼得·希格斯提出了希格斯場的存在,並進而預言了希格斯玻色子的存在。
  • 盤點改變世界發現:上帝粒子或解釋宇宙形成
    當地時間2012年7月4日,瑞士Meyrin,歐洲核子研究中心科學家舉行新聞發布會眾多不同國籍的科學家孜孜不倦投入其中,揭示了一系列重要的物理發現,這些發現看似抽象,有些卻能改變我們所知的這個世界。發現疑似「上帝粒子」 或改變人類對宇宙理解追尋將近半個世紀後,歐洲核子研究中心於2012年7月4日宣稱,找到一種新亞原子粒子,這種粒子與構成質量的「上帝粒子」的特徵「一致」。
  • 盤點改變世界物理發現:上帝粒子或解釋宇宙形成
    當地時間2012年7月4日,瑞士Meyrin,歐洲核子研究中心科學家舉行新聞發布會,稱發現了一種新的亞原子粒子,這可能是難以捉摸的希格斯玻色子。  中新網7月17日電(葉士春) 浩瀚的宇宙承載著太多的奧秘,面對無盡的廣博,所知曉的猶如一粒小小塵埃,縱使如此,人類也從未停止探索未知世界的腳步。
  • 歐洲核子研究中心:計劃耗資數百億美元建造「未來圓形對撞機」
    2012年物理學家們正是通過歐洲大型強子對撞機發現了亞原子希格斯玻色子,從而在理解粒子是如何獲得質量方面取得了巨大進展,同時,歐洲大型強子對撞機也因為這一發現聞名物理學界。基於這一目的,最近,歐洲核子研究中心的官員介紹了他們的「未來圓形對撞機」的研究計劃,該研究將在一條周長100公裡的環形隧道內建造新的對撞機,該隧道有望於2040年開始運行。屆時,它將坐落在日內瓦附近目前周長27公裡的歐洲大型強子對撞機旁邊。官員們希望歐洲核子研究中心的22個成員國能在未來幾年內就該項目做出決定。
  • 歐洲核子研究中心正開發一種可運輸的反質子阱
    歐洲核子研究中心正開發一種可運輸的反質子阱歐洲核子研究中心的「重子反重子對稱實驗項目」(BASE)正在開發一種可運輸的反質子阱,以對反物質的特性進行更高精度的測量。:這是一種可運輸的反質子阱,將歐洲核子研究中心反物質減速器(AD)產生的反物質運送到歐洲核子研究中心的另一個設施或其他地方,進行更高精度的反物質測量。
  • 沒有上帝粒子就沒有人類
    4、科學家可能在十幾年前就捕捉到上帝粒子了?2000年,歐洲核子研究組織當時的旗艦加速器——大型正負電子對撞機打算結束運行,結果發現了一個跡象,看起來就像上帝粒子,擁有大約115 GeV的質量。科學家說服管理層,讓大型正負電子對撞機超期運行了6個星期,在超期服役期間,更多看起來像是上帝粒子的事件出現了。
  • 英科學家發現「上帝粒子」跡象 系萬物質量之源
    然而出版商認為,如果書名改為「上帝粒子」,則可能有助於圖書的銷量。經過協商,該書最終以「上帝粒子」命名。希格斯粒子無處不在,但又找不到它,這很容易讓人想到上帝的存在,所以很多科學家對於「上帝粒子」這個名稱,也跟著「牽強附會」了一把。不再是「謠言」?目前,全世界主要有兩大機構在尋找希格斯粒子。