对撞机到底是什么？对撞机有什么价值？

发布时间：2016-09-09 14:53:35

作者:顶城小编编辑:俊采星驰

来源:顶城网

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在引力波、量子卫星之后对撞机成为了新的科学网红，科学大咖在讨论对撞机的价值，要不要建对撞机，但是很多吃瓜群众肯定都不知道对撞机是什么？对撞机有什么用？下面小编就给您普及一下。

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　　——焦点一：什么是对撞机?

　　从字面上解析，对撞机就是让某种东西在其中对撞的机器。但“大咖”们近日争论的对撞机对撞的可不是一般的东西，而是高能物理领域被加速到接近光速的带电微小粒子。

　　上世纪以来，人类对于物质结构的认知已经从分子、原子、原子核层次，逐步深入到更小的结构单位夸克和轻子。如何对这些愈加微小粒子进行研究，这活儿只能让对撞机干。

　　“对撞机是人类探索微观物质世界的‘超强显微镜’。科学家要研究的粒子愈微小，选用的对撞机体积就要愈庞大、粒子加速的能级也越高。现代大型加速器的周长可达数十千米，造价在几十亿到几百亿美元不等。”在国内外大型对撞机工作多年的上海应用物理研究所所长赵振堂说。

　　对撞机家族成员众多。按照对撞粒子的种类分，可分为电子对撞机、质子-质子对撞机、电子-质子对撞机和重离子对撞机等;按照对撞机的形状分，可分为环形对撞机和直线对撞机。

　　中国科学院物理研究所研究员曹则贤介绍，虽然对撞机的种类各有不同，但对撞机中用于碰撞的两束粒子一般会选择一对正反粒子，如电子与正电子或者质子与反质子。

　　“一对高能正反粒子碰撞会湮灭，然后产生新的粒子。所以，对撞机可以帮助我们研究这些新粒子的内在性质、产率及其能量和动量的分布，理解粒子之间的基本相互作用，从而回答一些基础物理问题，如到底有哪些基本粒子，有怎样的相互作用，粒子的质量从哪里来，物质的起源等。”曹则贤说。

　　在科学家眼中，对撞机就像一个具有神奇法力的“大魔盒”。因为当粒子被加速到极高能量、进行对撞后，没准儿就会产生地球上极为稀少的重要物理现象，通过捕捉、测量这些新现象，人类可以进一步发现自然世界的基本规律。

　　中科院高能物理研究所副研究员、国家“青年千人计划”入选者朱宏博说，过去50年，粒子物理学界最为成功的理论模型就是标准模型，这一模型很大程度上是通过对撞机实验的充分验证而逐渐确立的。历史上，近20位诺贝尔物理学奖获得者的工作都与确立标准模型有关，代表着主流科学社会对于对撞机及其实验研究的高度认可。

　　当然，对撞机并不是科学“大咖”们的专利品，它对社会经济民生以及人类科技发展也有巨大的推进作用。“比如从加速器技术发展出质子治癌技术，提高癌症治愈率。从加速器技术衍生出的散裂中子源、同步辐射光源等为材料、生物研究提供先进技术手段等;从对撞机实验发展出的诸多精密探测器技术也在国土安全、航空航天、工业探测、医疗成像等领域得到广泛应用。”朱宏博说。

　　——焦点二：对撞机世界发展状况怎样?

　　据介绍，早在20世纪50年代，欧洲、美国和苏联的科学家提出了各自建造对撞机的计划。1962年，世界上第一台对撞机在意大利弗拉斯卡蒂实验室建成。次年，美国和苏联也分别建成了正负电子对撞机。在这以后，对撞机随粒子物理的发展需求，如雨后春笋出现在世界各大高能物理实验室。