加州理工科學家期待下次對撞機實驗

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【大紀元1月21日訊】(大紀元記者方平洛杉磯編譯報導)「宇宙是什麼組成的?」「東西為什麼會有質量?」科學家們為了找出這些最基本問題的答案,特意建構了一個全宇宙最嚴酷的環境來模擬宇宙形成初期、即大爆炸時的情景。

這座耗資92億美元製造的、位於瑞士日內瓦並延伸至法國的「大型強子對撞機」極為龐大,環繞軌跡長達十七英哩,是屬於粒子加速器的一種。這裡的溫度設定得比宇宙任何地方都要嚴寒,只高出絕對零度 ( 攝氏–273度 )一點點,其真空程度猶勝外太空,磁場強度更是地球磁場的20萬倍。這個前所未見的對撞器屬於「歐洲核子物理研究所」,以法文縮寫CERN聞名於世。

加州理工學院的「試驗粒子」物理學家瑪莉亞‧絲波羅普魯(Maria Spiropulu) 稱其為人類所曾建構、最大最複雜的機器以及試驗,她說:「任何類似的東西都沒有,太空計劃裡也找不到,完全是史無前例的。」絲波羅普魯只是加州理工參與此計劃的20位前沿物理學者之一,另外還有成群的研究生、博士後研究生,甚至大學生都參與了這項研究。

絲波羅普魯曾在去年11月某日擔任對撞機實驗指揮官,那是「強子對撞器」於2008年9月19日因出現意外停用一年以後,首度重新開展試驗。

當時「強子對撞器」破記錄地以1.18千億電子伏特的電能,將質子由加速器中發射出去,實驗持續了27天。

加州理工另一位專精高能試驗物理的哈威‧紐曼教授認為,經過一年時間的準備,這次的試驗特別地順利。透過僅僅幾百個小時的試驗,「大型強子對撞機」證實了高能物理學者過去一整個世紀所有研究的成果,而這還只是「強子對撞器」的熱身活動而已。絲波羅普魯也說:「我們還沒期待會觀察到新奇的現象,目前為止都還只是玩玩──但也可能玩出大量的可能。」

今年二月後,物理學者們會再度回到瑞士,重新啟動對撞器,將質子加速到完全環繞17英哩的程度。如此,能量將遠遠超出目前小型對撞器,如動力小得多、位於美國費米試驗室的「兆電子伏特加速器」。學者們期待,藉此找到宇宙起源大爆炸後數秒內才存有的細微粒子。

絲波羅普魯說:「大型強子對撞機」對高能物理學的研究來說彷彿顯微鏡一般,讓學者能夠實際應用20世紀最偉大的質能互換方程式 E=MC2。當能量被轉換成質量,粒子被加速到跟光速一樣時,科學家就能看到全新、未曾見過的粒子。

科學家還在尋找「次原子物理學的聖盃」,也就是1964年即被預測存在卻至今沒能觀察到的「希格斯玻色子(Higgs boson) 」,據說就是這種粒子使東西有了質量。他們也希望在尋找「聖盃」的同時,能找到更多斷層謎題的解答。

據瞭解宇宙成分當中,科學家已知的只有少得可憐的百分之四,也就是人類、地球、與星星的成分。對於其他百分之96被稱為黑能量或黑物質的部份,幾乎一無所知。學者們並不確知,一年一年地提高撞擊器的能量,真能找到甚麼,也許其它空間、新粒子或黑洞是可能的幾個項目。◇ (http://www.dajiyuan.com)

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