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欧洲大型强子对撞机已重启,中国曾欲建造,杨振宁为何阻止?

在位于瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心地下100米深处有一个超级强大的大型强子对撞机,因维修和升级,这台设备已经暂停了三年之久,不过现在该中心的科学家们已经重启了这台设备。

据该中心的科学家介绍,在此后的4年时间里,如果不出意外,这台粒子对撞机将持续收集数据,用于寻找暗物质。

粒子对撞机是人类研究物质基本微观结构的重要工具,通过持续输入能量,让亚原子粒子在管道中以极限接近光速的速度高速运动,最终发生相互碰撞,在这种极高能量的碰撞过程中,微观粒子可能会碎裂,或者产生其它效应,持续观测这种碰撞过程,就有可能发现新的物质结构和物理现象。

欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC),是现在世界上最大、能量最高的粒子加速器,能够将强子加速到极度接近光速的速度,就算模拟小型宇宙大爆炸的瞬间过程也不在话下。该设备是一个圆形加速器,地下管道长达27公里,内部结构十分复杂。

强子是一类亚原子粒子,根据粒子物理学中的标准模型理论,强子由夸克、反夸克和胶子这些基础粒子构成。按组成的不同,强子又可分为重子、介子以及其它一些特殊的强子。其中重子由三个夸克或三个反夸克组成,它们是费米子,例如质子和中子就属于重子;而介子由一个夸克和一个反夸克组成,它们是玻色子。该对撞机管道中被加速碰撞的粒子经常就是质子。

大型强子对撞机首次启动于2008年,在2012年的时候,便取得了重大突破,研究人员通过这台设备发现了英国物理学家彼得・希格斯于1964年在他的理论中预言的希格斯玻色子,这种粒子通过希格斯机制给其它粒子赋予了质量。这项发现使彼得・希格斯获得了2013年的诺贝尔物理学奖。

此次进行了广泛升级,这是它的第3次运行,预计碰撞的能量也将达到创纪录的13.6万亿电子伏特(13.6 TeV)。

粒子对撞机我国也有,只是碰撞能量根本达不到如此高的级别。看到国外有这种大型的粒子对撞机,我国部分物理学家也希望自己拥有,心情可以理解,但建造起来可没有那么容易,不仅技术门槛高,还花费巨大。

对我国现阶段建造大型对撞机持反对意见的人中,最著名的就是杨振宁。论成就,杨振宁绝对是物理学界的泰山北斗,眼界高,经验丰富,他给的意见自然要慎重考虑。

杨振宁并不是让我们永远都不要建大型对撞机,而是认为我国现阶段建造大型粒子对撞机意义不大,不仅费钱不说,目前也很难通过大型粒子对撞机取得新发现,最终这些投入很有可能竹篮打水一场空。

美国在上个世纪就计划建造大型对撞机,最终由于预算远超预期而被停了。现在的大型强子对撞机就属于一个国际合作的科学项目,耗资上百亿美元,汇集了全球数十个国家近万名顶尖技术专家和科学家的智慧,最终才建成。

我国科学家此前计划建造一个管道周长达100公里,碰撞能量比大型强子对撞机强大数倍的粒子对撞机,那这建造成本势必会更高,再怎么精打细算,估计也要花费数百亿美元。就算要建,可能也要采用国际合作的形式。并且从欧洲大型强子对撞机的运行情况来看,这种大型对撞机每年的维护成本也十分的高昂,光是耗电量就十分惊人。

虽说搞科研不应该太计较投入产出,但这些钱也不是大风刮来的,每年的科研经费总量都是有限的,要分配给许许多多的研究项目和领域,还是应该尽可能的用到刀刃上,比如先投入到一些目前急需突破且具有较大价值的项目上。

就讲到这儿,关注我,咱们下次见。