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世界上最大的、能量最高的粒子加速器 , 坐落于法国和瑞士边境 , 侏罗山下100米深的地方 , 仅环状隧道就有27公里长 , 这个东西到底是干什么的?他有什么作用?曾经在400多年前 , 人类还不相信世界是由原子构成的 , 后来随着人类科技的进步 , 人类开始逐步提出了分子论、原子论、后来出现了元素周期表 , 再后来出现了原子核、质子、中子等等 , 这是人类科技的进步 , 不过我们肉眼所能够看到的只有宏观层面 , 一旦到了微观层面 , 我们就无法用肉眼看到 。
一般来说 , 显微镜能够看到细小的物质 , 不过在量子力学中 , 显微镜也无能为力 , 这时候就需要用到对撞机 , 欧洲大型强子对撞机(LHC)是一台可以将质子进行加速对撞的高能物理设备 , 粒子物理科学家可以用它探索新的粒子和微观量化粒子的‘新物理’机制 , 总长27公里 , 是目前世界上最大、能量最高的粒子加速器 。 在2012年的时候 , 科学家们通过LHC上的对撞实验 , 证实了希格斯玻色子存在 , 补上了粒子物理学标准模型中的最后一块缺口 , 在粒子物理学中 , 标准模型是一套描述强力、弱力、电磁力这三种基本力以及组成所有物质的基本粒子理论 。
根据现在科学家研究的理论模型 , 世界上一共存在12种基本粒子 , 同时宇宙中存在6种夸克 , 上、下、奇、粲、顶、底夸克 , 夸克构成强子 , 强子中较稳定的就是质子和中子 , 夸克不能被单独观察到 , 只能通过强子间的相互作用来观察 。 有了强子可以构成原子核 , 由原子核和电子构成原子 , 进而构成分子和整个物质世界 , 三种轻子 , 三种中微子 , 三种夸克 , 这12种基本粒子是构成物质世界的基础 。 而粒子对撞机就是专门研究这些的 , 当两束高能粒子流进行对撞时 , 速度越快 , 撞击产生的能量就越大 。
这就类似车祸现场 , 对撞的粒子会被撞碎 , 不过让科学家感到神奇的是 , 撞碎的粒子能够随机拼装 , 然后组成新的粒子 , 通过对撞 , 科学家发现了很多新的粒子 , 而欧洲对撞机最大的成就就是发现了希格斯玻色子 , 也被称为是上帝粒子 。 上帝粒子与空间中的物体质量的形成有关系 , 有了质量 , 粒子CIA能够结合为原子、分子等等 , 而上帝粒子被称为是塑造了世间万物的粒子 , 也就是说没有它就没有世界 , 在上个世界六十年代 , 英国物理学家彼得.希格斯研究物质拥有质量的根本原因 。
需要知道的是 , 质量不简单的代表物体的量 , 它的另一个意义在于物体获得加速度的难度 , 后来欧洲对撞机将粒子加速到接近光速的速度 , 希望能够从中找到上帝粒子 , 在2013年的时候 , 科学家终于通过对撞机找到了上帝粒子 , 正因为如此 , 希格斯本人也获得了诺贝尔奖 , 而这功劳和欧洲大型对撞机分不开 , 不过这个大型对撞机对能量的消耗也是非常巨大的 , 科学家通过计算得出 , 欧洲大型对撞机在高峰时需要200兆瓦的电量 , 相当于日内瓦全城耗电的三分之一 。
如果按照每度电1元来计算的话 , 那么运行一小时就需要20万 , 而且这还不算对撞机产生的原始数据、计算这些原始数据也需要一台超大的计算机来运行 , 不过随着人类科技的发展 , 科学家对对撞机的要求也越来越高 , 在2020年的时候 , 欧洲耗资210亿欧元 , 建造更加强大的对撞机 , 这个对撞机能够让科学家更加精确的对上帝粒子进行观测 , 不过现在欧洲能源危机爆发 , 所以欧洲也准备关闭粒子加速器 , 这一停止 , 将会让人类科技前进的速度减慢 , 不过人类生存是眼下最要紧的事情 。
以后等到能量充足之后 , 欧洲再次启用对撞机也是可以的 , 看到这里 , 相信很多朋友会产生一个疑问 , 就是我国为什么不建造对撞机?其实我国也在计划建造大型对撞机 , 按照计划 , 我国的大型粒子对撞机将于2022年开始 , 采用环形设计 , 总长度将达到70公里 , 是欧洲LHC的4倍 , 预计造价360亿元 , 不过我国科学家对建造大型粒子对撞机有两种不同的意见 , 王贻芳认为 , 如果我国能够成功建成大型粒子对撞机 , 那么将来对研究上帝粒子、暗物质、反物质等等都有重大帮助 , 这会使得我国走上科技前沿 。
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