世界是由什麼東西組成的？不久以後，史上最大的機械設備、一臺名叫大型強子對撞機（LHC）的機器將為我們回答這個問題。
說起這個話題一般人大概都能想起中學教科書上寫過的原子、分子。
或許有些人還會想起更專業一些的夸克、膠子。有些物理學家甚至提出過毛（澤東）子、無（產階級）子之類的。
這一切都可以上溯至古代希臘。早期的樸素唯物主義哲學家們認為原子是構成天地萬物的基本粒子，事實上，東方哲學家們也提出了類似的觀點，佛教理論家則認為，萬物是「微塵」聚合而成的。
近代物理學家們終於向我們揭示了這一切的真相。他們發現，如果將兩組粒子裝進特殊的「大炮」，然後以很高的速度發射出去，使之發生碰撞，很有可能會將一些粒子撞碎，從而獲得更為基本的物質組成單位。於是，一系列類似的撞擊實驗極大拓展了物理學的視野。
LHC是這些「大炮」中最強大的。它埋藏在法國、瑞士邊境的地下。巨大的圓形隧道，周長超過27千米。實驗管道將維持在—271℃的極低溫。這時會出現奇妙的超導現象，粒子在管道中將幾乎不受任何阻力，因此，它們可以以讓人驚訝的速度發射出去——那將是光速的99.9999991%。儘管這些粒子的質量非常小，但超高的速度使之帶上了巨大能量。一旦它們彼此相互碰撞，將發生劇烈的爆炸。科學家們希望，這樣的爆炸能拋出一種名叫希格斯子的基本粒子。此前，科學家們只是通過運算而預言了它的存在，它也是所有已知基本粒子中，惟一尚未被找到的一個了。
然而，尚未正式「出生」的LHC，命運已然多舛。由於它的工作溫度接近「絕對零度」，所以在啟動前它必須完成降溫工作，並進行相應試運行。但一旦出現問題，就必須又恢復到室溫修理。這種反覆升溫、降溫的工作讓LHC的啟動時間不斷推遲。今年5月啟動的原計劃，已經沒有可能了。
另一方面，LHC也在公眾中引起了一些恐慌。兩名美國科學工作者正式起訴了LHC及其主要建設單位。他們認為，LHC可能會製造出黑洞或「奇異粒子」，毀滅地球。
不過，在物理學家看來，「LHC毀滅地球」的說法實在是無稽之談。但他們同樣有一些其他的擔心。中科院高能物理研究所所長陳和生告訴《新知周刊》，LHC的初衷是找到希格斯子，但是否能找到它，誰也不能打包票。
史上最大強子對撞機今夏啟動，有望找到「希格斯粒子」 LHC 揭開物質世界最後的秘密今年夏季，大型強子對撞機將投入使用。這是世界上最大、能量最高的粒子加速器，是一種將質子加速對撞的高能物理設備，英文名稱為LHC(LargeHadronCollider)。它同時也是人類建造的最大規模機械裝置和最大規模的超導設備。
LHC是個圓形加速器，深埋於地下100米。其環狀隧道有27千米長，大得可以將百慕達、摩納哥或者4個梵蒂岡塞進它所佔的區域內。然而，近日來，兩位美國科研人員卻將LHC的主要研製方歐洲核子研究中心(CERN)告上法庭，認為LHC產生的黑洞不會消失，或會產生「殺手奇異子」，而兩者結果都將導致地球的毀滅。
起因 尋找希格斯粒子上世紀50年代起，隨著物質微觀結構研究前沿從原子核深入到基本粒子，粒子物理逐步形成物理學的一門獨立學科。物理學似乎已經回答了物質結構的基本問題，並相當完美。然而，在物理學家看來，粒子物理的終結遠未到來。希格斯粒子(Higgsparticle)就是標準模型中最關鍵的粒子，然而遺憾的是，至今尚未發現。
有了希格斯粒子，不僅標準模型理論會檢驗並擴展到完美化，物質質量起源之謎也將會揭開，因為科學家相信這種粒子給其他粒子賦予了質量。
粒子物理學家一直熱切期盼著，能探索難以捉摸的希格斯粒子和暗物質粒子。為此就需要科學史上尺寸最大、功能最強的顯微鏡，能讓物理學家探索到發生在迄今為止距離最短（小到1納納米，即百億億分之一米）、能量最高狀態下的物理過程。此外，科學家還相信LHC能揭開充斥在宇宙中的暗物質的神秘本質。中國科技大學教授李淼表示，現在物理學家、天文學家都對LHC寄予了厚望，期盼LHC能發現暗物質粒子。「之前哈勃望遠鏡等太空望遠鏡也觀測到了暗物質，但是太空望遠鏡與LHC的發現是不同的。」李淼指出，哈勃望遠鏡只能看到暗物質引力效應，但是通過LHC卻有望能真正「看到」暗物質粒子，這使宇宙學研究躍進到一個新的領域。
於是，便有了由歐洲核子研究中心牽頭研製的LHC的誕生，「這將是世界上最高能量的質子對撞機。」中國科學院高能物理研究所所長陳和生指出。
研製 國際合作大手筆中國科學院高能物理研究所從上世紀80年代便開始與歐洲核子研究中心有了合作。「原來我們合作正負電子對撞機。」該所所長陳和生指出，自然在粒子物理學的重大突破上也不能缺席。
事實上，粒子物理實驗裝置是典型的大科學工程，需要國際合作的大手筆。自然，中國的科學家也加入了這場物理學新探索的裡程中。LHC的主體部分為四個巨型探測器，它們各負責一項實驗.。其中，ATLAS和CMS這兩個高能物理實驗將開展尋找希格斯粒子和新物理現象等高能物理前沿等重大課題的研究。高能物理研究所和北大參與了CMS的研發，清華大學參與了LHCb的研發。事實上，光是CMS探測器就是個國際大手筆，由30多個國家、2000多名物理學家和工程技術人員合作完成。
不過，說起貢獻比例來，陳和生指出CMS中國的科研人員大概佔了1%，而ATLAS則佔0.5%。
運行 最高能量的質子對撞經過9年的建造，這臺龐大的機器預計將在今年夏季正式投入使用，產生粒子束流。
陳和生介紹，目前LHC上的四個巨型探測器都已安裝好，並接受了調試。類似從一個束流到兩個束流，再到對撞的束流；從較低能標增加到萬億能標；從強度較弱的測試束流到適合快速採集數據、但更難控制的較強束流。
與此同時，對超導磁體的降溫工作也在緊鑼密鼓地進行。「LHC的目標是降低到—271℃。」陳和生介紹，這主要是為了讓LHC能維持在超導狀態運行，引導並聚焦著兩個質子束流。
這樣一旦開始運行，LHC就將產生出能量比以前高得多的質子束流。質子束流的速度可達光速的99.9999991%。每個質子攜帶的能量將達到7萬億電子伏特，相當於質子靜止質量所含能量的7000倍。
一旦LHC開始運轉，那麼這些質子將分布在大約3000個束團之中，沿著周長27千米的對撞機圓環運轉。每個束團由多達1000億個質子組成，但在對撞點上，束團的尺寸如同一支銀針：長不過幾釐米，粗細僅有16微米（大約相當於最細的頭髮絲）。在圓環的四個對撞點上，這些銀針一根接一根通過，每秒鐘發生6億多次粒子對撞。當LHC以最高能量狀態滿負荷運轉時，在巨型圓環中繞行的所有粒子攜帶的總能量，大約相當於900輛時速100千米的小轎車所具有的總動能。
成果 全球分享海量數據LHC誕生的數據將是海量的。在兩個最大的探測器中，每一個都擁有近1億條數據流，每秒鐘產生的數據能夠寫滿10萬張光碟。陳和生介紹，位於探測器不同層中的元件，能夠對穿過該元件的一些特定粒子做出特有的響應。每次對撞都將產生超過1兆字節（MB）的數據，兩秒鐘就是1皮字節（PB），「這相當於十萬臺PC的計算能力。」
觸發系統會根據一些獨立要素挑選出其中最有價值的事例。其中「初級觸發」每秒鐘篩選出10萬個束團的數據，供下一階段的高級觸發系統作進一步分析。在此基礎上，高級觸發系統每秒鐘將篩選出100個事例，上傳給LHC的全球計算資源網絡——LHC計算網格的集線中心。「目前，我們所已經開始做數據分析的準備工作。」陳和生指出高能物理研究所已經加入網格研究隊伍中。LHC對粒子物理學的推動是各個國家的物理學家都會分享的。因為屆時，用戶只須從當地研究所登錄網格，就可利用網格的處理能力進行數據分析。
爭議 LHC將毀滅地球？然而，這臺世界上最大的「粒子粉碎機」儘管有著如此美好的前景描述，但是反對的聲音卻時有發出。
居住在夏威夷的美國科學工作者杉科（LuisSancho）和華格納（WalterWagner）針對CERN和能源部、國家自然科學基金會和芝加哥附近的費米實驗室，向美國聯邦地方法院提出了訴訟，要求在安全性得到證實之前，不啟動LHC對撞計劃。
杉科和華格納提出了一些理論假想。類似LHC製造出的黑洞會開始吸收周圍的物質，甚至將整個地球吞噬。或者LHC可能製造出吞沒地球粒子的物質，這是一種包含非通常夸克的假想粒子物質。它們有可能「吃掉」普通物質的核子，並將其轉變為奇怪的物質。最終，一系列危險的連鎖反應會毀滅整個地球。
對此，CERN的發言人格力斯（JamesGillies）則表示，這項訴訟要求是「徹底的胡說」。而陳和生更是表示，對於LHC的這種質疑，是出於一種無知。事實上，LHC並不會創造出微型黑洞，也不會帶來地球毀滅的後果，「這點在國際上的物理學家那是沒有爭議的」。
不過，陳和生也指出了，對LHC的爭議主要來自效果的評判，一些物理學家表示，LHC的初衷是找到希格斯粒子，但是否能找到希格斯粒子，誰也不能打包票。有學者就曾創建了粒子模型試圖證明：LHC運轉的結果只能為空。LHC不會找到希格斯粒子，頂多只能停留在上一代超質子同步加速器的水平；夸克與輕子能且只能分為三代，LHC不會對此有所突破，對標準模型的完善亦毫無意義……
(責任編輯：史少晨)