當(dāng)那些科學(xué)家聚集一起建造這個龐然大物時，他們沒有浪費時間。無論如何，歷經(jīng)30年建成的世界最大的強子對撞機(jī)，于9月10日在日內(nèi)瓦的歐洲核子研究中心成功啟動，第一束質(zhì)子流注入對撞機(jī)并實現(xiàn)貫通，并產(chǎn)生了首批圖片?？茖W(xué)家用“質(zhì)子束的一小段行進(jìn)，人類的一大步跳躍”高度評價它的意義。

大型強子對撞機(jī)不僅是世界最大的粒子加速器，同時也是世界最大的機(jī)器。這個27公里長的粒子加速器，位于瑞士、法國邊境地區(qū)的地下100米深的環(huán)形隧道中，隧道全長26.659公里，建設(shè)耗資超過60億美元。有來自數(shù)十個國家和地區(qū)的二千多名物理學(xué)家參與了這一項目。研究人員希望大型強子對撞機(jī)能發(fā)現(xiàn)粒子物理學(xué)的“圣杯”希格斯玻色子的存在。希格斯玻色子由英國科學(xué)家彼得·希格斯于上世紀(jì)60年代提出，完美地解釋了物質(zhì)質(zhì)量之源，是所謂“標(biāo)準(zhǔn)模型”粒子物理學(xué)理論中最后一種未被證實的粒子，也稱“上帝粒子”。

利用令人無法置信的強大磁場和超寒冷低溫的目的就是能使微小的粒子能以近乎光的速度懸浮在環(huán)形隧道中間。9月10日的首次實驗中，科學(xué)家操控質(zhì)子流以單個方向運動。首次測試是研究人員將一個質(zhì)子束以順時針方向注入到此歐洲加速器中，讓其加速到99.9998%光速的超快速度，從而使此質(zhì)子束在55分鐘內(nèi)順利跑完了全長27公里的隧道。之后，科學(xué)家首次將另一束質(zhì)子以逆時針方向注入此機(jī)器，使其成功完成了這次測試。至此，大型對撞機(jī)成功讓粒子束沿兩個方向都進(jìn)行了一次隧道環(huán)行，掃清了真正對接實驗前的任何障礙。下個月，他們將對沿相反方向運行的兩束粒子流同時注入此對撞機(jī)并加速，并使其彼此撞擊以再現(xiàn)一個迷你型宇宙大爆炸。哇，聽起來很危險，但有一件事是確定的：那就是對我們?nèi)祟愃枷氲臎_擊，讓我們來數(shù)一數(shù)以下這十方面的思想沖擊吧！

大型強子對撞機(jī)實驗引發(fā)世界末日的恐慌，但是所有可信賴的科學(xué)家都說碰撞不會對世界造成任何威脅，只會顛覆那些不正確的陳舊的物理理論。但是一些喜歡散布聳人聽聞消息的人警告說，此對撞機(jī)(LHC)實驗所發(fā)生的粒子碰撞可能會制造難以估量的危險，甚至有可能吞噬整個地球，毀滅整個世界。為此，科學(xué)家出臺了相關(guān)的安全評估報告，以消除這種不必要的恐慌。這份名為《評估大型強子對撞機(jī)安全性》的報告發(fā)表在英國皇家物理學(xué)會9月5日出版的《物理學(xué)學(xué)報G輯：核與粒子物理學(xué)》上，此新報告提供了最全面的證據(jù)，足可以證明大型強子對撞機(jī)對人類沒有一點威脅。

事實上，它包含了有史以來人類能創(chuàng)造的最大的真空管，這種超級真空管能產(chǎn)生比你能在月球上發(fā)現(xiàn)的壓力還要低十倍的壓力。它所包含的粒子比在太陽系最真空區(qū)域中存在的粒子還少，我們不能妄想任何零散的原子能進(jìn)入那些以光速飛馳的質(zhì)子軌道中，但現(xiàn)在我們做到了?？茖W(xué)家為避免粒子流與氣體分子在此對撞機(jī)真空管內(nèi)發(fā)生碰撞，使其氣壓僅為10的負(fù)13次方個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，相當(dāng)于月球大氣壓的大約十分之一。粒子流在此超高真空的“通道”內(nèi)運行就如同在星際空間旅行一樣“空曠”。

在宇宙中存在一些能將銀河系拖來拖去的東西。我們?nèi)庋劭梢姷乃袞|西加在一起僅僅占整個宇宙中所有物質(zhì)的4%。可見物質(zhì)和暗物質(zhì)加在一起也許僅占宇宙中有形物體的25%，另外四分之三的物質(zhì)就是暗能量，這正是推動宇宙膨脹的成因。目前我們甚至還不知道這種暗能量是否存在，但科學(xué)家期望透過這次撞擊能找到暗物質(zhì)和暗能量存在的證據(jù)。科學(xué)家推測中性重粒子(neutralino)是暗物質(zhì)的最佳候選人。如果中性重粒子存在，它將相對容易產(chǎn)生，因此許多物理學(xué)家希望它將在CMS或Atlas探測器的撞擊碎片中露面，以證實暗物質(zhì)理論。

這個工程的計劃是打算使這個龐然大物變得更加巨大，且到2012時將會建成所謂的超大型強子對撞機(jī)（SLHC），這將帶給科學(xué)家們更好的機(jī)會，這個機(jī)會就是通過這個強子對撞機(jī)實驗使科學(xué)家能夠更好地了解稀有粒子，并建立對它們的研究。大型強子對撞機(jī)被許多科學(xué)家稱之為探索微觀世界的“哈勃望遠(yuǎn)鏡”。它將幫助科學(xué)家們了解這些問題：自然界存在未被發(fā)現(xiàn)的粒子嗎？物質(zhì)的起源是什么？存在另外的空間嗎？什么是暗物質(zhì)？宇宙是怎么形成的？大型強子對撞機(jī)項目主任埃文斯說，想象一下兩個橙子相撞的情況，我們可以看到無數(shù)的果肉飛散，我們關(guān)注的是橙子的籽相撞時會發(fā)生什么。質(zhì)子就是果肉，夸克就是籽。

弦理論學(xué)家尤其熱衷于尋找超對稱性粒子，以幫助他們證實其構(gòu)思的復(fù)雜理論。目前，其他科學(xué)家都認(rèn)為他們是瘋子，因為他們根本沒有證據(jù)。然而，沒準(zhǔn)這個龐大的對撞試驗可能會帶來根本性的改變。他們正在尋找超對稱性的跡象。根據(jù)“標(biāo)準(zhǔn)模式”，每種粒子都有反粒子。比如，電子的反粒子是正電子。超對稱性表明粒子還有超級伙伴，即有與自己同樣的對等物。這意味著每種粒子有3種反粒子。雖然我們在自然界還沒有看到這種超級伙伴的任何跡象，但理論學(xué)家希望大型強子對撞機(jī)將會證明它們確實存在。這意味著超級粒子能解釋暗物質(zhì)，也能幫助引力加入到整個標(biāo)準(zhǔn)模式的陣營中來。

一些致力于這個項目的數(shù)以百計的科學(xué)家相信弦理論。這個理論認(rèn)為原子和分子根本就不是粒子，而是同時在兩個或更多的位置上振動的弦。雖然這聽起來似乎像萬圣節(jié)上的一個偉大的小把戲，但弦理論學(xué)家希望大型強子對撞機(jī)將提供證據(jù)來支持他們提議的宇宙模式。弦理論表明構(gòu)成宇宙的基本單元不是粒子而是弦。弦能隨意開放或關(guān)閉其端口。它們還能振動，類似于彈奏吉它時的弦振動。不同的振動會導(dǎo)致弦表現(xiàn)出不同東西。朝一個方向振動的弦可能表現(xiàn)為電子。朝不同方向振動的不同的弦可能表現(xiàn)為中子。

他們已經(jīng)在這個項目上花了200億美元嗎？那可是在維扎信用卡上很難出現(xiàn)的費用支出，但不用擔(dān)心，在這個項目上許多國家都共同參與并出資已經(jīng)幾十年了，而且目前最后的總錢數(shù)已近乎整個盧森堡公國的國內(nèi)生產(chǎn)總值（338.7億美元）。據(jù)估計，每年歐洲核子物理研究組織（CERN）的總經(jīng)費大約5億多歐元，此對撞機(jī)將運營20年之久，總運營費用將達(dá)100多億歐元，而這些費用由各成員國按國民生產(chǎn)總值比例分?jǐn)偂?/p>

這就是所謂的“上帝粒子”，而且研究人員認(rèn)為，如果他們找到了漂浮在粒子周圍的吸盤狀漂浮物，可能會幫助他們從根本上精確地解釋為什么物質(zhì)是有形狀的。我們正在試圖回答這個問題。事實上，尋找希格斯玻色子是此對撞機(jī)的主要任務(wù)之一?？茖W(xué)家們長期以來有個疑問，為什么有些粒子如質(zhì)子比較重？而另一些粒子如光子比較輕？上個世紀(jì)60年代英國物理學(xué)家彼得·希格斯大膽預(yù)測，存在一個希格斯場和希格斯玻色子。假設(shè)出的希格斯玻色子是物質(zhì)的質(zhì)量之源，是電子和夸克等形成質(zhì)量的基礎(chǔ)。

大型強子對撞機(jī)將能達(dá)到可怕的寒冷，其溫度下降到比外太空還要寒冷，為零下456.25華氏度（零下271.3攝氏度），接近絕對零度。那么為何要將磁鐵冷卻到接近絕對零度這樣的低溫呢？因為在此低溫下，此磁鐵能在沒有任何電阻下工作。為此，大型強子對撞機(jī)采用10,800噸液氮來將這些磁鐵冷卻到零下193.2攝氏度，之后再用大約60噸液氦將它們冷卻到余下的溫度，就是為了確保那些巨大的磁體能夠精確掌駝粒子沿著精準(zhǔn)方向運動。當(dāng)然它不是一個環(huán)保的設(shè)備――為了保持它持續(xù)結(jié)霜，每天需要消耗價值10萬美金的電費。也就是說，大型強子對撞機(jī)一年將消耗120兆瓦特電量，相當(dāng)于日內(nèi)瓦所有家庭的用電量。

目前我們用七年的時間也無法到達(dá)離我們最近的星球，但你能相信嗎？我們實際上能獲得一種東西（盡管只有原子那么大），它的速度幾乎與光一樣快，對于這些粒子來說，時間就變慢了。事實上，在此歐洲加速器中，科學(xué)家已經(jīng)讓粒子加速到99.9998%光速的超快速度，這相當(dāng)于每小時走10億公里。這就是質(zhì)子繞環(huán)形隧道運轉(zhuǎn)的最高速度，表明質(zhì)子每秒鐘能環(huán)繞軌道運行1萬1000次。在一項長達(dá)10小時的實驗中，粒子束的運行距離可能超過100億公里，足以在地球與海王星之間做個往返。