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中国建大型对撞机有什么实际应用有哪些实际应用价值?
日期:2016-09-06 编辑:通吃鱼 来源:未知

中国建大型对撞机有什么实际应用有哪些实际应用价值的话题的先从最近杨振宁反对中国花千亿建大对撞机到中科院专家反驳杨振宁:建大型对撞机正当其时!!  

对撞机是在高能同步加速器基础上发展起来的一种装置,其主要作用是积累并加速相继由前级加速器注入的两束粒子流,到一定束流强度及一定能量时使其在相向运动状态下进行对撞,以产生足够高的相互作用反应率,从而便于测量。  

什么是大型强子对撞机?为什么要建设大型强子对撞机?  

很多人对对撞机最感性的认识来自于《三体》,在《三体》中,三体人的智能机器“智子”通过大型使粒子对撞机的实验出现数据随机化,锁死了人们物理进步的可能性。很多科学家难以在现有理论体系找到一个自洽的结果,最终在压力下自杀。而人类的物理知识无法进步,又使得在与三体人的战争中不堪一击,节节败退。  

小说的确有夸张的成分,但大型对撞机在现代高能物理中起到的作用确实不可小视。简单而言,对撞机的原理是通过产生高能量的粒子,对另一个粒子进行轰击,轰击可能产生出新的粒子,也可能会造成两者的相互作用,相互作用后的粒子会和探测器物质发生反应。这样人们就可以了解作用后的粒子状态,再将它与之前的粒子状态进行比较,就可以倒推出新粒子的性质。此外,对撞机还可以使得微观尺度上模拟宇宙大爆炸后的宇宙初期形态,帮助科学家研究宇宙起源。它还可以帮助我们理解夸克和电子是否是宇宙的最小单元,暗物质和反物质的性质,引力的本质,宇宙的维度等重要的物理学问题。简单的说,通过不断的提升能量和撞击次数,能够发现更多的新粒子或者粒子的新性质,从而解答我们在物理学中遇到的种种困惑。  

此前,最大的大型强子对撞机(LHC)位于日内瓦附近的侏罗山地下,除了“最大的粒子对撞机”外,它还有“世界上最大的机器”,“世界上最快的跑道”,“太阳系里最真空的空间”等殊荣。它最大的发现是2012年近似发现了物理学“标准模型”中预言的“希格斯玻色子”存在的迹象。这一结果将人类“标准模型”物理学大厦的屋顶上盖上了最后一块砖,因此被称为是堪比登月的伟大成就。(也让曾经预言“无法发现希格斯玻色子”的霍金输了100美元。)  

完成了标准模型并不意味着科学家会就此止步。标准模型虽然看上去很完美,但是仍然无法描述引力,而且它描述的粒子还不到宇宙中存在粒子的5%。目前人们正在寻找能够比标准模型更好的物理学模型,超对称理论便是其中之一。很多人热爱超对称理论,因为它看上去非常完美而优雅,如果超对称理论能够被验证,它能够告诉我们为什么粒子有现在的质量,为什么交互作用产生不同的强度,为什么宇宙会是现在这个样子?  

尽管理论非常优雅,但超对称理论在实验上却不如人意。大型强子对撞机直到现在,也没有发现任何超对称粒子存在的迹象。今年LHC曾经发现一种新的粒子,但是最终也被证明只是统计涨落给人造成的错觉。这已经造成了许多人对超对称理论,包括与超对称理论关系密切的弦论产生质疑,但也有科学家认为,这可能仍然是LHC的设计局限造成的。或许新的粒子中绝大多数的质量都超出了LHC可探测的能标。如果是后一种,那么,一台更大,更强的强子对撞机,应该就能够回答我们的困惑。  

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