新華社洛杉磯４月６日電特稿：重啟大碰撞，科學(xué)家搞哪樣

　　新華社記者郭爽

　　在為期兩年的維護(hù)和升級后，歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對撞機(jī)（ＬＨＣ）于５日重啟。不僅科學(xué)家紛紛在朋友圈刷屏，不少普通人也操心起來：科學(xué)家到底要干什么？這種“瘋狂實(shí)驗(yàn)”不會真的撞出“黑洞”吧？如此高大上的科學(xué)跟我有關(guān)系嗎？

　　重磅回歸　期待驚喜

　?。玻埃埃改辏乖?，全球最大、能量最高的粒子加速器ＬＨＣ建成運(yùn)行。當(dāng)時，研究人員將一個質(zhì)子束注入加速器中，讓其在２７公里長的環(huán)形隧道狂飆。但ＬＨＣ在隨后幾年中沒有什么驚人發(fā)現(xiàn)。

　?。玻埃保材辏吩?，歐洲核子研究中心宣布，通過分析ＬＨＣ取得的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了一種具有“上帝粒子”若干特征的新粒子。整個物理學(xué)界為之轟動。同年末，ＬＨＣ第一階段實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

　?。矗岸嗄昵?，科學(xué)家們建立起一套名叫“標(biāo)準(zhǔn)模型”的粒子物理學(xué)理論，但這一理論一直缺少最后一塊拼圖，即希格斯玻色子。這一難以尋覓又極為重要的“上帝粒子”被認(rèn)為是解釋其他粒子如何獲取質(zhì)量的關(guān)鍵。

　　發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子的蹤跡，無疑是ＬＨＣ迄今最顯赫的成績。然而，有科研人員認(rèn)為它很難再有突破。“老實(shí)說，這種可能性并不算很小，”該對撞機(jī)的“緊湊繆子線圈”探測器研究員、美國加州理工學(xué)院物理學(xué)家毛里齊奧·皮耶里尼坦言。

　　物理學(xué)家希望從這一實(shí)驗(yàn)中獲取更多信息。比如，“上帝粒子”是如何衰變的？它符合理論物理的預(yù)言嗎？它是這類粒子的唯一種類，還是希格斯“粒子家族”的一員？

　　第二階段對撞實(shí)驗(yàn)按計(jì)劃將于今年６月實(shí)施，質(zhì)子束流的總能量將達(dá)創(chuàng)紀(jì)錄的１３萬億電子伏特，更多的希格斯粒子有望在更高能量的碰撞中現(xiàn)身。而這種高能量碰撞或許會產(chǎn)生連“標(biāo)準(zhǔn)模型”都未預(yù)見、更為奇異的新粒子。

　　科學(xué)家還想干嘛

　　對科學(xué)家來說，任何不同尋常的狀況都可能孕育新機(jī)會。美國國立費(fèi)米加速器實(shí)驗(yàn)室研究員、芝加哥大學(xué)科學(xué)家瑪塞拉·卡雷納認(rèn)為，ＬＨＣ重啟運(yùn)行，首先要做的就是盡可能地測算希格斯玻色子的屬性，“而（與標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)測的）任何偏差，都可能引領(lǐng)新的物理學(xué)”。

　　作為標(biāo)準(zhǔn)模型的擴(kuò)展理論，上世紀(jì)７０年代早期提出的超對稱理論認(rèn)為，每個粒子都有一個更重的“超對稱粒子”，或稱超伴子。不過，研究人員未在前一次ＬＨＣ運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)這種粒子，自然對此次重啟寄托厚望。

　　除了超對稱理論，物理學(xué)家對暗物質(zhì)也充滿興趣?？茖W(xué)家認(rèn)為，宇宙中８５％的物質(zhì)是暗物質(zhì)。有科學(xué)家認(rèn)為有可能在ＬＨＣ的質(zhì)子碰撞中產(chǎn)生出暗物質(zhì)粒子，甚至有人認(rèn)為有可能得到更奇怪的結(jié)果，比如發(fā)現(xiàn)更高空間維度的蛛絲馬跡。

　　當(dāng)然，這讓不少普通人對科學(xué)家們的“瘋狂實(shí)驗(yàn)”憂心忡忡，甚至有美國人曾起訴歐洲對撞機(jī)可能撞出密度、引力極大的天體——黑洞，以致毀滅地球。不過，科學(xué)家表示ＬＨＣ撞出黑洞是不可能的。

　　科學(xué)“游戲”可否應(yīng)用

　　這些高深研究和我們普通人有什么關(guān)系呢？

　?。保埃岸嗄昵埃瑦垡蛩固固岢鲋馁|(zhì)能方程時，不少人也曾產(chǎn)生疑問。知道質(zhì)量與能量可以互相轉(zhuǎn)化又能怎樣？而在這一理論指導(dǎo)下研制出來的原子彈讓人們見識了高能物理的“可怕”，核能發(fā)電又讓人們認(rèn)識到質(zhì)能方程真正改善了我們的生活。

　　同樣，ＬＨＣ的研究也有望使科技邁進(jìn)一大步。美國媒體評論說，此次ＬＨＣ的重啟有可能為能源危機(jī)、氣候變化和治療研究提供解決方案。

　　比如，現(xiàn)有放射療法可能在殺死癌細(xì)胞時傷害健康組織，而對撞機(jī)產(chǎn)生的高能粒子束如能被醫(yī)學(xué)利用，則有望大幅降低這種傷害。一些學(xué)者還認(rèn)為，這項(xiàng)研究在未來或許能讓專家獲得調(diào)控宇宙射線的能力，從而對緩解氣候變化施加影響。

　　事實(shí)上，ＬＨＣ的相關(guān)研究已經(jīng)對人們的日常生活產(chǎn)生巨大影響。二十多年前，為更好地分享數(shù)據(jù)，歐洲核子研究中心的科學(xué)家設(shè)計(jì)出了最早的網(wǎng)頁瀏覽器及服務(wù)器。上世紀(jì)９０年代，當(dāng)他們需要一種更好的方式來訪問計(jì)算機(jī)存儲資源時，又創(chuàng)造了當(dāng)時最大的“計(jì)算機(jī)網(wǎng)格”——把不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)組織成虛擬超級計(jì)算機(jī)。

　　此次重啟對撞機(jī)后，１０萬臺處理器將計(jì)算分析收集到的數(shù)據(jù)，判斷從碰撞中噴射出來的每個粒子的特性、能量和去向。這些碰撞每年將產(chǎn)生約３０ＰＢ（１ＰＢ相當(dāng)于一百余萬千兆字節(jié)）的數(shù)據(jù)。

　　數(shù)據(jù)的暴漲不會就此止步，計(jì)劃中的各項(xiàng)升級工作將使ＬＨＣ產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量繼續(xù)增長，達(dá)到每年４００ＰＢ。雖然現(xiàn)在還無法處理那么多數(shù)據(jù)，但科學(xué)家仍對未來充滿信心。他們已開始考慮開發(fā)下一代大型粒子加速器等前沿課題。（完）