北京時間7月10日消息，據(jù)美國福布斯雜志網(wǎng)站報道，最近歐洲核子研究中心(CERN)的科學(xué)家們宣布他們在大型強(qiáng)子對撞機(jī)(LHC)獲得的數(shù)據(jù)中找到了特征和神秘的希格斯玻色子相一致的新粒子。這是一項重要的發(fā)現(xiàn)，因為它確認(rèn)了粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的正確性，這一模型預(yù)言了希格斯玻色子的存在。盡管有很多種不同的亞原子粒子，但是希格斯玻色子的地位非常特殊，因為根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模型，正是這種粒子賦予了宇宙中一切其它物質(zhì)以質(zhì)量。
盡管我們?nèi)匀徽J(rèn)為科學(xué)發(fā)現(xiàn)可以由一位天才在自家地下室的實驗室里獨力完成，但事實上，要想發(fā)現(xiàn)宇宙最基本的奧秘并不“便宜”。就說一個例子，要想發(fā)現(xiàn)類似希格斯玻色子這樣的亞原子粒子需要超乎想象的巨大能量。這是因為，為了要發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子，你需要將兩束質(zhì)子流加速到接近光速，這并非一件容易的事。
為了達(dá)到這樣的加速目的，歐洲核子研究中心的科學(xué)家們使用了大型強(qiáng)子對撞機(jī)設(shè)備。這是一臺埋設(shè)在法國-瑞士邊境地區(qū)地下的環(huán)形裝置，長度約16.8英里(約合27公里)，埋設(shè)深度約330英尺(約100米)。整個對撞系統(tǒng)裝備有9300塊磁鐵，并被冷卻至-271.25攝氏度。這樣的條件讓大型強(qiáng)子對撞機(jī)有能力將質(zhì)子流加速到光速的99.99%。這些質(zhì)子流會經(jīng)過6臺不同的探測器，這些探測器會進(jìn)行不同的實驗。驅(qū)動這些探測器所需的電力供應(yīng)是驚人的——120兆瓦，這幾乎相當(dāng)于鄰近的瑞士城市日內(nèi)瓦的所有家庭用電總和。
大型強(qiáng)子對撞機(jī)的建造過程本身就花費(fèi)了近10年時間，耗資大約47.5億美元。在這一巨型設(shè)備上正運(yùn)行著幾個不同的實驗，其中包括“緊湊型μ子螺旋型磁譜儀”(CMS)和超導(dǎo)環(huán)場探測器(ATLAS)，這兩臺大型試驗探測器此次共同發(fā)現(xiàn)了這一疑似希格斯粒子。歐洲核子研究中心為這些實驗提供20%的經(jīng)費(fèi)，總金額約為每年55億美元。其余費(fèi)用由各參與國分擔(dān)。除此之外，實驗所需的巨大計算能力也是耗資巨大的一個方面，其每年所需的經(jīng)費(fèi)約為2.86億美元。事實上大型強(qiáng)子對撞機(jī)每年僅電費(fèi)消耗就達(dá)2350萬美元。要維持大型強(qiáng)子對撞機(jī)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，每年的預(yù)算開支至少要達(dá)到10億美元。
2008年8月，大型強(qiáng)子對撞機(jī)首次開機(jī)運(yùn)行，隨后到2009年11月停機(jī)維修。將所有這些開支計算在內(nèi)，那么為了找到希格斯粒子，人們一共為此花費(fèi)了約132.5億美元。這可是一大筆錢，但福布斯富豪榜上卻仍然有超過50位超級富豪的個人財富足以擺平所有這些開支。用于此項研究的費(fèi)用本身是由歐洲核子研究中心成員國籌措的，其中德國，英國，意大利，法國和西班牙5國提供了大約70%的經(jīng)費(fèi)。另外，一些大型研究機(jī)構(gòu)，如大學(xué)和該組織的觀察成員國如美國，印度和俄羅斯等國家也會提供一部分資金。
當(dāng)然，所有這些經(jīng)費(fèi)并非完全被用于尋找希格斯粒子。在大型強(qiáng)子對撞機(jī)上正有多個不同的實驗正在運(yùn)行，其中也包括其它亞原子粒子的發(fā)現(xiàn)，以及對物理學(xué)其它未知領(lǐng)域的探索，如嘗試?yán)斫馍衩氐陌滴镔|(zhì)和暗能量的本質(zhì)。
毫無疑問，所有這些實驗不但會揭開宇宙的更多奧秘，同時也會進(jìn)一步增強(qiáng)我們的技術(shù)能力。建造大型強(qiáng)子對撞機(jī)的過程迫使工程師們開發(fā)新的技術(shù)工藝，并將現(xiàn)有的技術(shù)工藝水平推進(jìn)至最高水準(zhǔn)。事實上，你現(xiàn)在能夠讀到這篇文章同樣要感謝歐洲核子研究中心的研究人員，因為現(xiàn)在人們所使用的國際互聯(lián)網(wǎng)最初就是這里的物理學(xué)家們?yōu)榱嘶ハ嘀g傳輸信息數(shù)據(jù)的方便而開發(fā)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。另外，大型強(qiáng)子對撞機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量實在太過龐大，以至于科學(xué)家們不得不開發(fā)新的數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)。同樣，由于大型強(qiáng)子對撞機(jī)引領(lǐng)的粒子物理學(xué)的進(jìn)展也促進(jìn)了醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的進(jìn)步。
當(dāng)你考慮到我們在計算機(jī)技術(shù)，醫(yī)學(xué)成像以及純粹科學(xué)方面的巨大進(jìn)步，132.5億美元的花費(fèi)似乎仍然是值得的。并且，除了所有這一切之外，有一點你必須牢記在心，那就是大型強(qiáng)子對撞機(jī)和它所有的相關(guān)實驗正在讓我們前所未有的接近揭開宇宙奧秘的時刻。(新華網(wǎng))