
對撞噴出粒子示意圖。

在大型強子對撞機(LHC)上的4個(gè)大實(shí)驗中,共有來(lái)自80多個(gè)國家和地區的7000多名科學(xué)家和工程師參與。中國在這4個(gè)大實(shí)驗中投資數千萬(wàn)元人民幣并將參與物理分析。中國科學(xué)院高能物理研究所、北京大學(xué)、清華大學(xué)、中國原子能科學(xué)研究院、中國科技大學(xué)、南京大學(xué)等科研院所和高校的科研人員參加了部分實(shí)驗。其中南京大學(xué)物理系就有近10位專(zhuān)家、學(xué)者參與其中。昨天,記者采訪(fǎng)了參與這項實(shí)驗的南京大學(xué)物理系的祁鳴教授及陳申見(jiàn)教授。
研究 南大參與制造尋找“粒子”儀器
祁鳴教授說(shuō),其實(shí),早在1996年,南大就參與到LHC計劃中來(lái)了。LHC計劃除了加速器本身的研究、改造升級之外,共有四個(gè)大型探測器研究協(xié)作組進(jìn)行實(shí)驗物理研究工作。其中ATLAS是個(gè)超大型的通用測量(探測器實(shí)驗,主要目的是探索質(zhì)量的起源,即尋找理論預言的Higgs子的存在和超對稱(chēng)粒子)。南大參與的正是這一項實(shí)驗。
在參與合作的第一階段,以南京大學(xué)為主承擔了液氬端蓋量能器和液氬前沖量能器重要部件的研制、加工任務(wù),先后共參與設計并建造了33組模塊中的546塊銅吸收板和8400根鎢吸收棒等部件,還參與了8組模塊的安裝測試、束流實(shí)驗等工作。
祁鳴說(shuō),所謂量能器,通俗地說(shuō),就是測量質(zhì)子、光子這些粒子的儀器,基本粒子用肉眼無(wú)法看到,只能用儀器進(jìn)行檢測。儀器感受到信號后,再轉化成計算機數據,并進(jìn)行存儲,通過(guò)計算機處理及科學(xué)家的物理分析,才能還原成當時(shí)的真實(shí)世界中各粒子的能量、動(dòng)量以及路徑等物理參數,也只有這時(shí)才能判斷出,到底有沒(méi)有通過(guò)對撞產(chǎn)生我們猜測的粒子。而這涉及到的數據及其龐大。每年就有12-14個(gè)PB量級的數據(1個(gè)PB相當于10的15次方)。研究這些數據估計要花上10年才能得出結果!澳洗笙群笾圃炝撕脦着@樣的探測儀器,然后運到加拿大進(jìn)行組裝,而后才運到歐洲粒子物理研究中心(實(shí)驗地),被推到探測器中,等待工作!
昨天,首批質(zhì)子已導入大型強子對撞機的環(huán)形隧道。祁鳴教授說(shuō),這個(gè)過(guò)程類(lèi)似是一把“槍”(產(chǎn)生質(zhì)子的發(fā)生器)將質(zhì)子打進(jìn)加速器中。如果一切順利,大型強子對撞機將在年底前實(shí)現兩束各達5萬(wàn)億電子伏特能量的質(zhì)子束流對撞,此能量將是以前世界紀錄的5倍。而對撞結果可能要10年才能揭曉,因為要分析大量數據。
釋疑 “黑洞吞噬地球”絕無(wú)可能
此前,有人指責對撞實(shí)驗可能產(chǎn)生黑洞而“毀滅地球”。昨天,記者也就這個(gè)問(wèn)題采訪(fǎng)了兩位專(zhuān)家。
陳申見(jiàn)教授表示,黑洞的產(chǎn)生條件非常嚴苛。要形成一個(gè)黑洞,最關(guān)鍵的就是密度和半徑。密度應該非常大,而半徑應該非常小。舉例來(lái)說(shuō),如果有一個(gè)地球那么重的物體卻被壓縮到綠豆那么大,才能產(chǎn)生黑洞。而這次對撞不可能產(chǎn)生這樣的結果,就算有極小的黑洞,會(huì )像水珠一樣立即被“蒸發(fā)”光了。
“天文學(xué)中認為,一些天體有很強的引力場(chǎng),可以連光線(xiàn)都完全吸收進(jìn)去,而沒(méi)有任何反射,就成為‘黑洞’。這說(shuō)明該天體的能量極高,密度極大!逼铠Q教授說(shuō),我個(gè)人認為,對撞在瞬時(shí)間也許會(huì )釋放類(lèi)似能量,但非常短暫,對宏觀(guān)世界不會(huì )產(chǎn)生任何影響。那些認為對撞會(huì )毀滅地球的說(shuō)法是無(wú)稽之談。
綜合歐洲核子研究中心等多個(gè)科研機構的消息,科學(xué)家們盡管并不能肯定大型強子對撞機絕對不會(huì )制造出黑洞,卻確信即使真的制造出黑洞,它也不能吞噬周邊物質(zhì)乃至整個(gè)地球。根據測算,一個(gè)大型強子對撞機里制造出的黑洞,其尺度僅為百億億分之一米(10的負18次方米),存在時(shí)間僅為十億分之幾阿秒(1阿秒為10的負18次方秒)。由于它存在的時(shí)間是如此之短,根本不能吞噬任何周邊的物質(zhì),因此不可能對地球構成任何危害。
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