原创 能让粒子接近光速的强子对撞机,到底有多厉害?中国也该有!
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能让粒子接近光速的强子对撞机,到底有多厉害?中国也该有!
一直以来,我国的科技力量一直游走在西方国家的背后,不少高校的精英为了追寻更高层次的学术,纷纷留学海外,一部分人为了更好的研究学问留在了国外,一部分人回到国内却没有专业的研究设备,成就有限,最典型的例子就是强子对撞机。
欧洲的LHC(大型强子对撞机)在2003年发现了希格斯粒子,预言了该粒子的科学家获得了诺贝尔奖,而我国只有即将退役的BEPC(北京正负电子对撞机),和西方国家更本没得比,不少人就该不该建设我们的强子对撞机纷纷争论不休,就连杨振宁也发表了自己的意见,那强子对撞机到底有多厉害?为什么这么多有名的科学家如此关注它呢?
高能粒子在高速撞击后,会被击碎产生碎片,这些碎片揭示着粒子的构成,而在高速碰撞时,一些物理现象也会随之产生,撞得越快,力度越大,其产生的碎片也就越多,物理现象也就更丰富,俗话说“大力出奇迹”指的就是这个,而大型强子对撞机,就是建立一个几公里甚至几十公里的加速器,利用这些加速器将粒子加速到一个惊人的速度,目前人类建设的强子对撞机,最快能把粒子加速到光速的99.9991%,几乎相当于光速了,它甚至能够创造出与宇宙大爆炸的一瞬间的状态。
原子是人类可以观测的最小的结构了,很难再拆分,但原子也是由比原子更小的粒子构成的,我们把比原子还小的粒子的亚原子称为“强子”,然后通过碰撞让这些“强子”破碎,从而研究更微观的世界,建立粒子模型,这就是强子对撞机的作用。然而看上去十分简单的试验,让加速器启动,加速粒子,对撞,获得结果,建立模型,实际上却是十分艰难,并且耗资巨大的过程。
举个最简单的粒子,由近40多个国家合资近百亿的瑞士的世界最大强子对撞机,也就在2008年发现了希格斯玻色子,而后再无成果,并且长期处于维护中,强子对撞机需要的是一个密封的环境,而加速粒子又是一个非常细腻的工程,因此大型强子对撞机总是故障不断,而每一次碰撞,想要采集到碰撞后的粒子都是难上加难,一部分物理现象无法及时观测,一些粒子碎片转瞬即逝,每一次试验的结果都有着差异,对科学家的专业性要求十分之高,一瞬间闪了一个小火花,你得知道这是什么与什么产生的反应,并且还要继续关注下一秒在发生的事。
这种高耗资,高专业性要求的试验,就连科技最发达的美国也吃不消,因为这是一个看不到目的地的试验,很多想要证明的粒子,其实都只在理论中能实现,到底有没有还另说,而就算发现了新的粒子,能将理论利用起来也需要对理论进行多方面的完善,就好像一座摩天大厦,我们发现一种新粒子,就给摩天大厦码上一块砖,他终究会成为一座摩天大厦,但是却遥遥无期。
杨振宁曾发表一篇文章,回答了我国部分科学家对建设大型强子对撞机的想法,认为我们现在不应该修建大型强子对撞机,高能物理是一块想象中的蛋糕,很可能我们修建好摩天大厦以后,就能吃到这块蛋糕,甚至是修到一半就能吃上一小口,然而对于现在的科学水平来说,这个目标是遥远又漫长的,我国的整体科学水平还比较落后,想要发展尖端科技,不应该优先发展理论科技,而是应该优先发展实用性科技,最好是每一个在研究的尖端科技,都能在某种程度上提高我们现有的科技水平,而大型强子对撞机这种大型科研设备,耗资巨大,维护费用也十分巨大,与其现在修建,还不如把钱拿去做其他科研工作。
而最大的原因,还是因为目前的大型强子对撞机,基本上都不可能是某一个国家修建的,就连美国也停止了修建自己的强子对撞机,因此强子对撞试验的数据基本上都是公开的,与其我们自己修建强子对撞机将数据分享到全世界,还不如直接利用大家都可以用的共享资源。很多人对杨振宁的学术地位不是特别了解,可以说,在物理学的历史上,杨也绝对是能够排进前五的物理巨人,因此他的意见在很大程度上是符合当今的物理研究情况的。
那么中国到底该不该有强子对撞机呢?中国也该有,当我们有了比较明确的科研目的,有了科研明确的需求,或者有了足够的闲钱时,搞一搞强子对撞机也是可以的,修建强子对撞机,是为了做实验,是为了得到结果,而不是为了得奖,现在的我们没有一个明确的想要发现的粒子,就那么随机去碰,发现一个随机的粒子,然后证明它,很难实际运用,大多都是为了得奖,这不是科学研究的本意,中国也该有强子对撞机,但要等到我们真的需要它时。
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