大型强子对撞器，倒数 25 天

由 Andy Yang 于 3 years 之前发表

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位于瑞士日内瓦，归欧洲核子研究组织 CERN 管辖的大型强子对撞器（Large Hadron Collider, LHC）将于 25 天后正式启用，并开始加速粒子。首次撞击将在启用后约两个月实行。LHC 启用后将是世界最强大的高能粒子加速器，加速的质子流可以携带高达 7 TeV（兆电子伏特）的能量，也就是说对撞时的总能量高达 14 TeV，约是目前最强的对撞器 Tevatron 的 14 倍。然而，建造这样的撞击器花费实在太高（LHC 预计花费在 50~100 亿美元之间，详细还在计算），而且撞击器除了纯粹的科学用途之外没有别的用途，短时间内 -- 甚至你我的一生内 -- 都不见得能见到一台更大的撞击器了。唯一再建造下去的理由，就是 LHC 能证明有更多更重要的粒子藏在标准模型所到不了的地方，只有更强力的撞击器才能撞出解答来。但即使是那时候，应该把这钱花在科学上，还是花在改善民生经济上，恐怕又是一个没有结局的争论吧！

LHC 的主要任务，是要设法撞出传说中的「神之粒子」希格斯玻色子。当撞击的能量愈来愈高时，粒子的状态会愈来愈接近宇宙刚诞生的状态，而许多本来应该不相关的粒子，就可能在撞击中回复到「本来」的状态。希格斯玻色子就这种「本来」的粒子中的一种，是为什么大部份我们日常生活中的物体带有质量的原因。如果能顺利发现希格斯玻色子，那将一口气解决一大堆物理学上的难题，像是为什么有质量，引力的来源，引力和其它几种力之间的关系等等。反之，问题就大条了 --要嘛就是标准模型出了问题，要不然就是量子理论出了问题。不论哪一种对物理学界都是一记重拳。

就算希格斯玻色子被找到了，它的属性也会是争论的焦点。从目前已知的资料来看，太轻，宇宙会解体，太重，宇宙会塌陷，刚刚好...宇宙似乎也不该存在。总之，在怪异的量子理论主导下，科学家只能走一步是一步，设想了许多可能的解套方案，等到希格斯玻色子的存在先被确定后，再寻找这个所谓的「自然性问题」的解答。

当然，这么强大的撞击器一定会有许多问题的。现实地来说，运作中的 LHC 光磁铁内就含有 100 亿焦耳的能量，粒子束中也含有 7.25 亿焦耳的能量，如果发生意外导致粒子束脱离常轨，足以发生一场不小的爆炸。不过这还算好的，毕竟最可怕的是在这么高能的情况撞击，天晓得有可能撞出什么东西来。据维基百科的写法（挖这种东西看维基就对了），可能出现的东西有黑洞、奇异物质、磁单极和真空态的相变等，许多东西虽然看似都在标准模型或已知的物理模型之外，应该不可能发生，但 LHC 的任务本来就是要撞出一个未知的世界，即使科学家对这个世界已经有一个大概的概念，但回想一下当年刚试爆核弹的时候，不是也没想到辐射线对人体会有这么大的伤害吗？

公平的说，出状况的机会真的不大，毕竟和宇宙相比 LHC 产生的能量可以说是微不足道的。但不论是撞出新的粒子、新的理论、新的科学还是世界末日，LHC，还有 25 天启用。