欧洲大型强子对撞机：重磅回归 期待惊喜

经过两年的维护和升级，欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)于5日重新启动。不仅科学家一个接一个地筛选他们的朋友，许多普通人也担心:科学家想要什么？这种“疯狂实验”不会真的撞上“黑洞”，对吗？这样一所高中的科学和我有什么关系吗？

高额回报期待惊喜

2008年9月，世界上最大、最强大的粒子加速器LHC完成并投入运行。当时，研究人员将一束质子注入加速器，导致它在一个27公里长的圆形隧道中激增。但是在接下来的几年里，LHC没有发现任何令人惊讶的事情。

2012年7月，欧洲粒子物理研究所宣布，它通过分析LHC获得的数据，发现了一种具有“上帝粒子”某些特征的新粒子。整个物理圈都轰动了。同年年底，LHC实验的第一阶段完成了。

40多年前，科学家们建立了一套被称为“标准模型”的粒子物理理论，但这一理论一直缺少最后一块拼图，即希格斯玻色子。这种难以捉摸且极其重要的“上帝粒子”被认为是解释其他粒子如何获得质量的关键。

希格斯玻色子的发现无疑是LHC迄今最显著的成就。然而，一些研究人员认为很难取得任何进一步的突破。“老实说，这种可能性不是很小，”加利福尼亚理工学院的物理学家、对撞机“紧凑型枪口线圈”探测器的研究员毛里西奥·皮耶里尼承认道。

物理学家希望从这个实验中获得更多的信息。例如，“上帝粒子”是如何衰变的？它符合理论物理的预测吗？它是唯一一种这样的粒子，还是希格斯“粒子家族”的一员？

碰撞实验的第二阶段定于今年6月进行。质子束的总能量将达到创纪录的13万亿电子伏特。预计更多的希格斯粒子会在高能碰撞中出现。然而，这种高能碰撞可能会产生“标准模型”无法预见的更奇怪的新粒子。

科学家还想要什么

对科学家来说，任何不寻常的情况都可能孕育新的机会。国家费米加速器实验室的研究员、芝加哥大学的科学家马塞拉·卡雷纳认为，LHC重启的第一件事就是尽可能多地测量希格斯玻色子的性质，“任何偏离(标准模型预测的)都可能导致新的物理学”。

作为标准模型的延伸，20世纪70年代初提出的超对称理论认为每个粒子都有一个更重的“超对称粒子”，或超对称伙伴。然而，研究人员在之前的LHC操作中没有发现这样的粒子，自然他们对这种重启抱有很高的期望。

除了超对称性，物理学家也对暗物质感兴趣。科学家认为宇宙中85%的物质是暗物质。一些科学家认为在LHC质子碰撞中产生暗物质粒子是可能的，一些甚至认为有可能得到更奇怪的结果，比如在更高的空间维度上发现线索。

当然，这让许多普通人对科学家的“疯狂实验”感到担忧，甚至一些美国人起诉欧洲对撞机撞上一个稠密的重力物体——黑洞，摧毁地球。然而，科学家称LHC不可能撞上黑洞。

科学“游戏”能被应用吗

这项深入的研究与普通人有什么关系？

100多年前，当爱因斯坦提出著名的质量能量方程时，许多人也有疑问。如果我们知道质量和能量可以相互转化呢？在这一理论指导下研制的原子弹向人们展示了高能物理的“恐怖”。核能发电也让人们意识到质量能量方程确实改善了我们的生活。

同样，LHC的研究有望在科学技术上向前迈出一大步。美国媒体评论说，LHC的恢复可能为能源危机、气候变化和治疗研究提供解决方案。

例如，现有的放射疗法在杀死癌细胞时可能会伤害健康组织，如果对撞机产生的高能粒子束可以用于医学，预计会大大减少这种伤害。一些学者还认为，这项研究可能使专家们在未来获得调节宇宙射线的能力，从而对减缓气候变化施加影响。

事实上，LHC的研究已经对人们的日常生活产生了巨大的影响。20多年前，为了更好地共享数据，欧洲核子研究中心的科学家设计了最早的网络浏览器和服务器。20世纪90年代，当他们需要更好的方法来访问计算机存储资源时，他们创建了当时最大的“计算机网格”——将不同位置的计算机组织成虚拟超级计算机。

重启对撞机后，100，000个处理器将计算和分析收集的数据，以确定从碰撞中喷射出的每个粒子的特征、能量和下落。这些碰撞每年将产生大约30PB(1PB等于100多万千兆字节)的数据。

数据的激增不会就此停止。计划中的升级将继续把LHC产生的数据量增加到每年400PB。尽管目前有如此多的数据无法处理，科学家们对未来仍然充满信心。他们已经开始考虑下一代大型粒子加速器的发展和其他前沿课题。(新华社洛杉矶4月6日电)