北京時(shí)間7月10日消息，據(jù)美國(guó)福布斯雜志網(wǎng)站報(bào)道，最近歐洲核子研究中心(CERN)的科學(xué)家們宣布他們?cè)诖笮蛷?qiáng)子對(duì)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(xiàng)重要的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗_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?yàn)楦鶕?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(shí)驗(yàn)室里獨(dú)力完成，但事實(shí)上，要想發(fā)現(xiàn)宇宙最基本的奧秘并不“便宜”。就說(shuō)一個(gè)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?yàn)椋瑸榱艘l(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(duì)撞機(jī)設(shè)備。這是一臺(tái)埋設(shè)在法國(guó)-瑞士邊境地區(qū)地下的環(huán)形裝置，長(zhǎng)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(gè)對(duì)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(duì)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(huì)經(jīng)過(guò)6臺(tái)不同的探測(cè)器，這些探測(cè)器會(huì)進(jìn)行不同的實(shí)驗(yàn)。驅(qū)動(dòng)這些探測(cè)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(duì)撞機(jī)的建造過(guò)程本身就花費(fèi)了近10年時(shí)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(gè)不同的實(shí)驗(yàn)，其中包括“緊湊型μ子螺旋型磁譜儀”(CMS)和超導(dǎo)環(huán)場(chǎng)探測(cè)器(ATLAS)，這兩臺(tái)大型試驗(yàn)探測(cè)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(shí)驗(yàn)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(guó)分擔(dān)。除此之外，實(shí)驗(yàn)所需的巨大計(jì)算能力也是耗資巨大的一個(gè)方面，其每年所需的經(jīng)費(fèi)約為2.86億美元。事實(shí)上大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)每年僅電費(fèi)消耗就達(dá)2350萬(wàn)美元。要維持大型強(qiáng)子對(duì)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(duì)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(jì)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(guò)50位超級(jí)富豪的個(gè)人財(cái)富足以擺平所有這些開支。用于此項(xiàng)研究的費(fèi)用本身是由歐洲核子研究中心成員國(guó)籌措的，其中德國(guó)，英國(guó)，意大利，法國(guó)和西班牙5國(guó)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(guó)如美國(guó)，印度和俄羅斯等國(guó)家也會(huì)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(duì)撞機(jī)上正有多個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)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(duì)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(wú)疑問，所有這些實(shí)驗(yàn)不但會(huì)揭開宇宙的更多奧秘，同時(shí)也會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)我們的技術(shù)能力。建造大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的過(guò)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(shí)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?yàn)楝F(xiàn)在人們所使用的國(guó)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(duì)撞機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量實(shí)在太過(guò)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(duì)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?cè)谟?jì)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(diǎn)你必須牢記在心，那就是大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)和它所有的相關(guān)實(shí)驗(yàn)正在讓我們前所未有的接近揭開宇宙奧秘的時(shí)刻。(新華網(wǎng))