2012年下半年,欧洲核子中心集结了三千多位的科学家,一起见证了历史性的一刻。这是怎么回事呢?其实,在1964年,英国物理学家彼得·希格斯与比利时物理学家弗朗索瓦·恩格勒通过理论的研究,预言世界上存在着希格斯粒子。所以,在过去的很长一段时间里,数千位科学家经过漫长的实验,在几百万亿次的实验数据中寻找。最终,在2012年5月13日与6月10日这两个重要的日子,发现了希格斯粒子的存在。
大型强子对撞机,是高能物理学研究的实验工具之一。发现希格斯粒子的每一次实验,都需要通过大型强子对撞机将两束质子加速至接近光速的状态相撞。因为质子的直径实在太小,所以两颗质子能碰撞在一起的概率就像大海捞针一样。目前,世界上规模最大的大型强子对撞机是欧洲核子中心。而当欧洲核子中心的科学家欢聚一堂,庆祝见证历史的一刻时,远在美洲大陆的美国科学家心里可不好受。因为早在上个世纪,美国曾试图建设世界上最大的强子对撞机,但因为一些意外,最终夭折了。
我们知道,质能方程是爱因斯坦的伟大发现。在过去,从来没有人考虑过质量与能量的关系。而爱因斯坦却发现,质量与能量之间能进行互换。这项发现直接为世界打开了一扇新的大门,为紧急的能源危机带来了一线生机。质能方程最早的应用是核武器,相对于传统的炸药,原子弹单位释放能源有着巨大的优势。例如美国在二战期间对日本投放了两颗原子弹,直接迫使日本投降,结束二战。而美国政府看到质能方程对人类生活的重要性后,于是就想通过制造大型强子对撞机,对粒子进行更深入地研究。
很快,美国就有科学家提出了大型强子对撞机的建设方案。这项工程的粒子加速周长高达80米,于是,科学家们就想把这一工程建设在地下79米的地方。此外,为了建设强大的电场,科学家们还计划利用超导偶极磁铁在极低的温度下的性质。所以,这项工程不仅需要大量的超导偶极磁铁,还需要在附近建设一座制冷工厂来维持大型强子对撞机的极低温度运行。这项工程的最终目的,是将两束质子加速至接近光速的状态,在一个直径为4厘米的管道中相撞。
但科研项目总是需要大量的科研资金,大型强子对撞机也不例外,莱德曼作为当时项目的倡导者,一直在游说美国政府为此买单。然而,莱德曼申请的预算是44亿美元,可工程还未进行到一半,花费的资金已经超过了80亿美元。最终,这一项目不幸被砍掉。
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