强子对撞机到底可以研究什么

什么是强子?强子对撞机在研究什么?~

强子是一种亚原子粒子，所有受到强相互作用影响的亚原子粒子都被称为强子。按目前的物理理论强子是由夸克、反夸克和胶子组成的。胶子是量子色动力学中的力子，它将夸克连在一起，强子是这些连接的产物。

按其组成夸克的不同，强子还可以分为：

重子：重子由三个夸克或三个反夸克组成，它们的自旋总是半数的，也就是说，它们是费米子。它们包括人们比较熟悉的组成原子核的质子和中子和一般鲜为人知的超子（比如Δ、∧、∑、Ξ和Ω），这些超子一般比核子重，而且寿命非常短。
介子：介子由一个夸克和一个反夸克组成，它们的自旋是整数的，也就是说，它们是玻色子。介子有许多种。在高空射线与地球空气相互作用时会产生介子。
其它很稀有和奇怪的强子。
由多于三个但单数的夸克或反夸克组成类似重子的强子。
由多于一对夸克-反夸克对组成的类似介子的强子。
完全由胶子组成的粒子。
强子对撞机的作用:
强子对撞机是探测更深层的微观世界，为理论提供检验，也可以研究早期宇宙的粒子物理现象。目前，世界上有两台超高能对撞机的建造计划，一台是美国的超级超导质子-质子对撞机(SSC)，能量为40大电子伏，周长87公里，耗资110亿美元。由于美国经济不景气，赤字太大，该计划已被美国国会否决而夭折。另一台是西欧核子研究中心的大型强子(质子-质子)对撞机，能量为16大电子伏。物理学家期望在其上产生顶夸克和发现黑格斯粒子及其他新粒子和新现象。

大型强子对撞机(LHC)是现代粒子物理学的一个奇迹，它使研究人员能够探测到现实世界的深处。它的起源可以追溯到1977年，根据物理学家托马斯•肖纳-萨迪尼乌斯(Thomas Schorner-Sadenius) 2015年发表的一篇历史论文，当时欧洲核子研究中心(CERN)前主任约翰•亚当斯爵士(Sir John Adams)建议建造一条地下隧道，以容纳能够达到超高能量的粒子加速器。20年后的1997年，该项目正式获得批准，并开始建造一个16.5英里(27公里)长的环形轨道，该轨道经过法国和瑞士边境，能够将粒子加速到99.99%的光速，并将它们撞击粉碎在一起。


博科园-科学科普：在环内，9300个磁铁以每秒11245次的速度将带电粒子以两个相反的方向引导到一起，最终实现正面碰撞。该设备每秒能产生6亿次碰撞，释放出难以置信的能量，并且每隔一段时间，就会产生一种从未见过的奇异重粒子。大型强子对撞机运行能量是美国费米实验室退役泰的威顿（Tevatron）粒子加速器6.5倍，LHC的建造总共花费了80亿美元，其中5.31亿美元来自美国。来自60个不同国家的8000多名科学家参与了这项实验。加速器在2008年9月10日首次开启，仅在其原始设计强度的千万分之一时间内碰撞粒子。


世界上最大的粒子加速器，大型强子对撞机，在法国和瑞士的边界下形成了一个17英里(27公里)长的环。图片：Maximilien Brice/CERN在它开始运作之前，一些人担心新的原子加速器会摧毁地球，也许会创造一个吞噬一切的黑洞。但任何著名的物理学家都会说这种担心是没有根据的。欧洲核子研究中心主任Robert Aymar说：LHC是安全的，任何认为它存在风险的说法都是虚构的。这并不是说，如果使用不当，该设施就不会产生潜在的危害。如果你把你的手插进光束中，它会把一艘航空母舰运动时的能量集中到一毫米以下，它会在光束中形成一个洞，然后隧道中的辐射会杀死你。
开创性的研究

在过去的10年里，大型强子对撞机为了两个主要的实验（ATLAS和CMS）将原子击碎在一起，这两个实验分别操作和分析它们的数据。这是为了确保两种合作都不会影响到对方，并且每一种合作都提供了对其姐妹实验的检查。这些仪器已经发表了2000多篇关于基本粒子物理学许多领域的科学论文。2012年7月4日，当LHC的研究人员宣布发现希格斯玻色子(Higgs boson)时，科学界屏息以待。希格斯玻色子是已有50年历史的物理学标准模型(Standard Model of physics)中的最后一块拼图。标准模型试图解释所有已知的粒子和力(除了重力)及其相互作用。早在1964年，英国物理学家彼得·希格斯(Peter Higgs)就写过一篇关于这种现在以他的名字命名的粒子论文，解释了质量是如何在宇宙中产生的。


这张大型强子对撞机的合成图像是由一位3D艺术家创作。电子束管用透明的电子管表示，反向旋转的质子束用红色和蓝色表示。图片：Daniel Dominguez/CERN希格斯玻色子实际上是一个能渗透到所有空间的场，并拖曳着每一个穿过它的粒子。一些粒子在磁场中跋涉得更慢，这与它们的质量更大相对应。希格斯玻色子是这一领域的一种表现，物理学家们已经追求了半个世纪。LHC就是为了最终捕获这个难以捉摸的目标而建造。最终发现希格斯粒子的质量是质子的125倍，彼得·希格斯粒子和比利时理论物理学家弗朗索瓦·恩格勒(Francois Englert)因预测其存在而在2013年获得诺贝尔奖。即使有希格斯粒子在手，物理学家们也不能休息，因为标准模型仍然有一些洞。首先，它不涉及引力，而引力是爱因斯坦相对论的主要内容。它也没有解释为什么宇宙是由物质而不是反物质构成，反物质应该在时间之初以大致相等的数量被创造出来。


在暗物质和暗能量方面，它是完全沉默的，当它刚被创造出来的时候，还没有被发现。在大型强子对撞机启动之前，许多研究人员可能会说，下一个伟大的理论是超对称理论，它为所有已知的粒子增加了类似但质量大得多的双子星。这些重伙伴中的一个或多个可能是构成暗物质的粒子的完美候选者。超对称性开始解释重力，为什么它比其他三种基本力弱得多。在希格斯玻色子被发现之前，一些科学家希望这个玻色子最终会与标准模型预测的略有不同，这暗示着新的物理学。但是当希格斯粒子出现的时候，它是非常正常的，正好在标准模型所说的质量范围内。


虽然这对于标准模型来说是一个伟大的成就，但它却让物理学家们没有任何好的线索。一些人开始谈论“失去的几十年”，追寻那些表面上听起来不错，但似乎与实际观察不符的理论。许多人希望大型强子对撞机的下一次数据采集将有助于清理这一混乱局面。LHC于2018年12月关闭，进行为期两年的升级和维修。当它重新上线时，它将能够以每秒两倍的碰撞次数，以略微增加的能量粉碎原子。到时候它会发现什么，谁也说不准。人们已经在讨论用更强大的粒子加速器来取代它，它位于相同的区域，但体积是LHC的四倍。这一巨大的替代工程可能需要20年时间和270亿美元（1812.1亿元人民币）的建设资金，所以你觉得再用20年花1812亿元造对撞机值得吗？

作为国际高能物理学研究之用。
物理学家希望借由加速器对撞机来帮助他们解答下列的问题：
标准模型中所流行的造成基本粒子质量的希格斯机制是真实的吗？
真是如此的话，希格斯粒子有多少种，质量又分别是多少呢？
当重子的质量被更精确的测量时，标准模型是否仍然成立的？
粒子是否有相对应的超对称(SUSY)粒子存在？
为何物质与反物质是不对称的？
有更高维度的空间(Kaluza-Kleintheory,extradimensions)存在吗？
我们可以见到这启发弦论的现象吗？
宇宙有96%的质量是目前天文学上无法观测到的，这些到底是什么？
为何重力比起其他三个基本作用力(电磁力，强作用力，弱作用力)差了这么多个数量级？
重离子对撞机
虽然LHC的物理实验计划，着重于研究质子对撞后的现象。然而，短期的如每年一个月的重离子对撞也在实验计划之中。虽然其他较轻的离子对撞实验也是可行的，目前主要的规划为铅离子的对撞实验。

只是由人造谣说会产生黑洞罢了，没什么好担心的。

他可以模拟黑洞的产生，知道是研究什么了吧？

如果你想听复杂的可以自己去网上找，去物理学网站有很详细但是很长的解释，本人不喜欢粘贴老长的答案。

目的嘛就是模拟宇宙大爆炸，模拟宇宙最开始的产生状况，寻找现在只有理论上存在而实际还没有找到的原子。

研究宇宙刚爆炸的时候是什么样子，以及寻找暗物质

最终目的是寻找希格斯玻色子，一切物体质量的来源。有的说可以产生黑洞，但是即便产生黑洞也是非常小的，瞬间消失，它并不是研究黑洞。

大型强子对撞机究竟是干什么的？中国到底该不该建？

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金坛市18557807726： 什么是强子?强子对撞机在研究什么? - ？
明阀步利：[答案] 强子是一种亚原子粒子,所有受到强相互作用影响的亚原子粒子都被称为强子.按目前的物理理论强子是由夸克、反夸克和胶子组成的.胶子是量子色动力学中的力子,它将夸克连在一起,强子是这些连接的产物. 按其组成夸克的不同,强子还可以分为...

金坛市18557807726： 强子对撞机的作用是干什么的 - ？
明阀步利： 高能物理对撞机可以按照其加速粒子的种类进行分类,强子对撞机是其中一种,它加速的粒子是强子.由夸克组成的粒子称为强子,它包括重子和介子.介子一般是高能物理过程中的产物,极不稳定,短时间内就会发生衰变,因此不会是对撞机...

金坛市18557807726： 欧洲大型强子对撞机有什么作用? - ？
明阀步利： 用是加速强子,使其对撞,产生更小的粒子.因为它的“最大”,它可以把质子束(强子的一种)加速到接近光速 大概是0.99999c(c表示光速) 可以简单的想象一下,即使质量小到极限 以这样的速度对撞产生的能量也是恐怖的,之所以这次试验...

金坛市18557807726： 强子对撞机是干什么的?？
明阀步利：强子对撞机是一种高能物理对撞机,它加速的粒子是强子.目前可行的强子对撞机所加速的粒子是质子. 这台机器可以模拟宇宙大爆炸时万分之一秒的瞬间,通过这种实验科学家希望找到物质质量的起源的问题以及相关的物理现象.

金坛市18557807726： 强子对撞机是什么来的,有什么用直接说有什么作用,不要复制一大段文字来..为什么还有人说这个东西还能够造成黑洞的? - ？
明阀步利：[答案] 大型强子对撞机将让科学家观察到更高能量的粒子撞击. 大型强子对撞机能产生黑洞,而科学家也承认大型强子对撞机能产生黑洞,但他们表示这些黑洞是亚原子级别的,且马上会崩溃. 而天文学家研究的黑洞是整个恒星本身坍塌形成的,二者之间大...

金坛市18557807726： 什么是 大型强子对撞机 具体做什么用 .. - ？
明阀步利： 新华网消息:据美联社11日报道,大型强子对撞机(LHC)的建造目的是帮助科学家深入了解宇宙本质和物质本源. 问:什么是LHC? 答:它是世界上威力最强大的粒子加速器,掩埋在一条27公里长的地下隧道里,被大型探测器环绕. 问:“...

金坛市18557807726： 强子对撞机的原理和目的是什么? - ？
明阀步利： 原理: 高能物理对撞机可以按照其加速粒子的种类进行分类,强子对撞机是其中一种,它加速的粒子是强子.由夸克组成的粒子称为强子,它包括重子和介子.介子一般是高能物理过程中的产物,极不稳定,短时间内就会发生衰变,因此不会是...

金坛市18557807726： 对撞机,撞来干什么? - ？
明阀步利： 强子对撞机高能物理对撞机可以按照其加速粒子的种类进行分类,强子对撞机是其中一种,它加速的粒子是强子.由夸克组成的粒子称为强子,它包括重子和介子.介子一般是高能物理过程中的产物,极不稳...

金坛市18557807726： 强子对撞机是什么来的,有什么用 - ？
明阀步利： 大型强子对撞机将让科学家观察到更高能量的粒子撞击. 大型强子对撞机能产生黑洞,而科学家也承认大型强子对撞机能产生黑洞,但他们表示这些黑洞是亚原子级别的,且马上会崩溃. 而天文学家研究的黑洞是整个恒星本身坍塌形成的,二者之间大有不同,是质量巨大的恒星比对微小的质子.

金坛市18557807726： 强子对撞机可以做什么?？
明阀步利： 关于粒子物理和高能物理的研究实验都是通过对撞机实现的.它使人们看清微观世界的细微结构.非常有用,LHC刚刚开机,可以看看相关新闻啊