大型强子对撞机的研究课题

大型强子对撞机~

可能会引发形成极小的黑洞，但绝不会对我们地球造成大的影响。
根据科学家们的计算，强子对撞机每秒钟可以发生约8亿次的高速碰撞，而每次碰撞都能够产生一些亚原子碎片，供科学家们筛选和研究。强子对撞机可以轰开人类所不知道的其他宇宙维度，它就可能释放出巨大的能量，从而将其周围的物质吸进去，形成人造的微型黑洞。然而，这个人造黑洞非常小，直径只有百亿亿分之一米；而且这些黑洞不可能长大，它们能吸收的物质也就是周围强子束中的一些物质。
这些人造微型黑洞可能会被地球重力场捕获，但是它们很快就会“夭折”，生存时间仅为数万亿分之一秒，根本不可能成长为巨型黑洞，也不会对人们的生命安全造成威胁。现在，离大型强子对撞机启动已经很多天了，地球照样正常运转，没有人为此付出了生命的代价。因此，我们要多了解些相关知识，不要轻信那些谣言。尽管有人为人造黑洞担忧，但是科学家却期盼着可能出现的人造微型黑洞，比如霍金就表示：“如果真的能造出黑洞，进而验证我的相关理论预言，无疑我将获得诺贝尔奖。”

什么是大型强子对撞机？竟值得几十个国家携手打造？看完涨知识了

欧洲核子研究中心于2008年9月10日启动大型强子对撞机（LHC）。这个世界上最大的机器，有望揭开宇宙起源的奥秘在内五大谜团。
过去几十年来，物理学家不断在细节上加深对构成宇宙的基本粒子及其交互作用的了解。了解的加深让粒子物理学的“标准模型”变得更为丰满，但这个模型中仍存在缝隙，以至于我们无法绘制一幅完整的图画。为了帮助科学家揭示粒子物理学上这些关键性的未解之谜，需要大量实验数据支持，大型强子对撞机便担负起“数据提供者”的角色，这也是非常重要的一个步骤。大型强子对撞机能够将两束质子加速到空前的能量状态而后发生相撞，此时的撞击可能带来意想不到的结果，绝对是任何人都无法想象的。
牛顿未完成的工作——什么是质量？
质量的起源是什么？为什么微小粒子拥有质量，而其它一些粒子却没有这种“待遇”？对于这些问题，科学家到现在也没有找到一个确切答案。最有可能的解释似乎可以在希格斯玻色子身上找到。希格斯玻色子是“标准模型”这一粒子物理学理论中最后一种尚未被发现的粒子，它的存在是整个“标准模型”的基石。早在1964年，苏格兰物理学家彼得·希格斯(Peter Higgs）便首次预言存在这种粒子，但迄今为止，科学家仍未见过它的庐山真面目。
ATLAS和CMS实验将积极寻找这种难于捉摸的粒子存在迹象。
一个“看不见”的问题——96%的宇宙由什么构成？
我们在宇宙中看到的一切——从小蚂蚁到巨大的星系——都是由普通粒子构成的。这些粒子被统称为物质，它们构成了4%的宇宙。余下的部分据信由暗物质——不发光的物质和暗能量构成，它们对于整个宇宙的构成与运行有着极其重要的作用。对它们进行探测和研究的难度不可想象。研究暗物质和暗能量的性质是当今粒子物理学和宇宙学面临的最大挑战之一。
ATLAS和CMS实验将寻找超级对称的粒子，用于验证一种与暗物质构成有关的假设。
大自然的偏好——为什么找不到反物质？
我们生活在一个由物质构成的世界，宇宙万物——包括我们人类在内都是由物质构成的。反物质就像物质的一个孪生兄弟，但它却携带相反电荷。在宇宙诞生时，“大爆炸”产生了相同数量的物质和反物质。然而，一旦这对孪生兄弟碰面，它们就会“同归于尽”，并最终转换成能量。不知何故，少量物质幸存下来，并形成我们现在生活的宇宙，而它的孪生兄弟反物质却几乎消失得无影无踪。为什么大自然不能一碗水端平，平等对待这对孪生兄弟呢？
LHCb实验将寻找物质与反物质之间的差异，帮助解释大自然为何如此偏向。此前的实验已经观察到两者之间的些许不同，但迄今为止的研究发现还不足以解释宇宙中的物质和暗物质为何在数量上呈现出明显的不均衡。
“大爆炸”的秘密——物质在宇宙诞生后的第一秒呈什么状态？
构成宇宙万物的物质据信来源于一系列密集而炽热的基本粒子。现在宇宙中的普通物质由原子构成，原子拥有一个由质子和中子构成的核子，质子和中子都是被称之为“胶子”的其它粒子束缚夸克形成的。这种束缚非常强大，但在最初的宇宙，由于温度极高加之能量巨大，胶子很难将夸克结合在一起。也就是说，这种束缚似乎是在“大爆炸”发生后的最初几微秒内形成的，此时的宇宙拥有一个由夸克和胶子构成的非常炽热而密集的混合物，也就是所说的“夸克-胶子等离子体”。
ALICE实验将利用大型强子对撞机模拟大爆炸发生后的原始宇宙形态，分析夸克-胶子等离子体的性质。
隐藏的世界——空间的额外维度真的存在吗？
根据爱因斯坦广义相对论，人类生存的三维空间加上时间轴即构成所谓四维时空。后来的理论认为，可能存在拥有隐藏维度的空间。弦理论便暗示额外的空间维度尚未被人类观察到，它们似乎会在高能条件下显现出来。基于这种推测，科学家将对所有探测器获得的数据进行仔细分析，以寻找额外维度存在迹象。
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%的质量是天文学上无法观测到的，这些到底是什么？
为何万有引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，主要的规划为铅离子的对撞实验。

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佛山市18717335949： 宇宙的秘密 - ？
董使帕利： 谁能解开宇宙的秘密呢?世上真的有一本书,明白写着:创造者创造宇宙万物就是为了地球 备受瞩目的“上帝粒子”,是因为我们知道在自然界中存在四种力:引力(重力)、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力.引力的问题则有相对论进...

佛山市18717335949： 近日欧洲开启大型强子对撞机实验主要是为解决哪些问题?？
董使帕利： 意义:规模最大的科学计划,将带来重大物理学发现的一个新黄金时代 ; 目的:揭示宇宙起源,寻找上帝粒子希格斯玻色子; 工作原理:将高度活跃的质子以超快速度撞击到一起,上演微缩版的“宇宙大爆炸” ; 地点:位于瑞士、法国边境地下100米深的环形隧道中,隧道全长26.659公里 ; 耗资:超过60亿美元,200多物理学家参与.

佛山市18717335949： 世界最大的电子加速器 - ？
董使帕利： 欧洲核子研究中心7日宣布,中心将于9月10日启动大型强子对撞机(LHC),希望借助这台世界最大的粒子加速器揭开宇宙起源的奥秘. 大型强子对撞机不仅是世界最大的粒子加速器,同时也是世界最大的机器.对撞机位于瑞士、法国边境地...

佛山市18717335949： 强子对撞机的原理? - ？
董使帕利： 世界上最大和最有威力的粒子加速器----大型强子对撞机(LHC)是欧洲粒子物理研究所(CERN)的加速器复合体的最新补充.大型强子对撞机主要由一个27公里长的超导磁体环和许多促使粒子能沿着特定方向传播的加速结构组成. 在这个加...

佛山市18717335949： 欧洲大型强子对撞机想获取什么东东?其指导思想是什么?？
董使帕利： 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...

佛山市18717335949： 现在研究粒子物理有前途吗? - ？
董使帕利： 现在研究原子物理较多

佛山市18717335949： 强子对撞机的原理和目的是什么? - ？
董使帕利： 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...

佛山市18717335949： 强子对撞机有什么新发现 - ？
董使帕利： 根据报道(请自行google),按照预测应该产生的迷你黑洞没有产生,所以说有两种可能,一种是弦理论是错误的,世界并没有像他们预测一样有多维;一种是说现在预测迷你黑洞产生的能级有问题,要等到马力全开的时候才能知道能不能产生...

佛山市18717335949： 科学家用大型对撞机发现那么多新粒子,将来会有哪些实际应用价值? - ？
董使帕利： 首先,科学研究不是工程设计,它还有一个主要目的是探索、了解我们生存的世界;而探究最小单位就是了解世界一个很重要的部分,以为它是一个单元、一个组成万物的基本结构. 其次,基础研究的应用价值是不能预言的,也要涉及其他学科的发展、凝聚各位学者不断的研究.刚发现放射性物质的时候,未必预料到现在各国都建有核电站;现在学量子力学,未必就能充分想象将来量子计算机充斥世界的画面.所以这个问题现在没有人能回答,只能交给时间来验证了.

佛山市18717335949： 强子对撞机的制作理论？
董使帕利： 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...