對(duì)撞機(jī)到底是什么？對(duì)撞機(jī)有什么價(jià)值？

       在引力波、量子衛(wèi)星之后對(duì)撞機(jī)成為了新的科學(xué)網(wǎng)紅，科學(xué)大咖在討論對(duì)撞機(jī)的價(jià)值，要不要建對(duì)撞機(jī)，但是很多吃瓜群眾肯定都不知道對(duì)撞機(jī)是什么？對(duì)撞機(jī)有什么用？下面小編就給您普及一下。

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　　——焦點(diǎn)一：什么是對(duì)撞機(jī)?

　　從字面上解析，對(duì)撞機(jī)就是讓某種東西在其中對(duì)撞的機(jī)器。但“大咖”們近日爭(zhēng)論的對(duì)撞機(jī)對(duì)撞的可不是一般的東西，而是高能物理領(lǐng)域被加速到接近光速的帶電微小粒子。

　　上世紀(jì)以來(lái)，人類(lèi)對(duì)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)知已經(jīng)從分子、原子、原子核層次，逐步深入到更小的結(jié)構(gòu)單位夸克和輕子。如何對(duì)這些愈加微小粒子進(jìn)行研究，這活兒只能讓對(duì)撞機(jī)干。

　　“對(duì)撞機(jī)是人類(lèi)探索微觀物質(zhì)世界的‘超強(qiáng)顯微鏡’。科學(xué)家要研究的粒子愈微小，選用的對(duì)撞機(jī)體積就要愈龐大、粒子加速的能級(jí)也越高。現(xiàn)代大型加速器的周長(zhǎng)可達(dá)數(shù)十千米，造價(jià)在幾十億到幾百億美元不等。”在國(guó)內(nèi)外大型對(duì)撞機(jī)工作多年的上海應(yīng)用物理研究所所長(zhǎng)趙振堂說(shuō)。

　　對(duì)撞機(jī)家族成員眾多。按照對(duì)撞粒子的種類(lèi)分，可分為電子對(duì)撞機(jī)、質(zhì)子-質(zhì)子對(duì)撞機(jī)、電子-質(zhì)子對(duì)撞機(jī)和重離子對(duì)撞機(jī)等;按照對(duì)撞機(jī)的形狀分，可分為環(huán)形對(duì)撞機(jī)和直線(xiàn)對(duì)撞機(jī)。

　　中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員曹則賢介紹，雖然對(duì)撞機(jī)的種類(lèi)各有不同，但對(duì)撞機(jī)中用于碰撞的兩束粒子一般會(huì)選擇一對(duì)正反粒子，如電子與正電子或者質(zhì)子與反質(zhì)子。

　　“一對(duì)高能正反粒子碰撞會(huì)湮滅，然后產(chǎn)生新的粒子。所以，對(duì)撞機(jī)可以幫助我們研究這些新粒子的內(nèi)在性質(zhì)、產(chǎn)率及其能量和動(dòng)量的分布，理解粒子之間的基本相互作用，從而回答一些基礎(chǔ)物理問(wèn)題，如到底有哪些基本粒子，有怎樣的相互作用，粒子的質(zhì)量從哪里來(lái)，物質(zhì)的起源等。”曹則賢說(shuō)。

　　在科學(xué)家眼中，對(duì)撞機(jī)就像一個(gè)具有神奇法力的“大魔盒”。因?yàn)楫?dāng)粒子被加速到極高能量、進(jìn)行對(duì)撞后，沒(méi)準(zhǔn)兒就會(huì)產(chǎn)生地球上極為稀少的重要物理現(xiàn)象，通過(guò)捕捉、測(cè)量這些新現(xiàn)象，人類(lèi)可以進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)自然世界的基本規(guī)律。

　　中科院高能物理研究所副研究員、國(guó)家“青年千人計(jì)劃”入選者朱宏博說(shuō)，過(guò)去50年，粒子物理學(xué)界最為成功的理論模型就是標(biāo)準(zhǔn)模型，這一模型很大程度上是通過(guò)對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)的充分驗(yàn)證而逐漸確立的。歷史上，近20位諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者的工作都與確立標(biāo)準(zhǔn)模型有關(guān)，代表著主流科學(xué)社會(huì)對(duì)于對(duì)撞機(jī)及其實(shí)驗(yàn)研究的高度認(rèn)可。

　　當(dāng)然，對(duì)撞機(jī)并不是科學(xué)“大咖”們的專(zhuān)利品，它對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)民生以及人類(lèi)科技發(fā)展也有巨大的推進(jìn)作用。“比如從加速器技術(shù)發(fā)展出質(zhì)子治癌技術(shù)，提高癌癥治愈率。從加速器技術(shù)衍生出的散裂中子源、同步輻射光源等為材料、生物研究提供先進(jìn)技術(shù)手段等;從對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)發(fā)展出的諸多精密探測(cè)器技術(shù)也在國(guó)土安全、航空航天、工業(yè)探測(cè)、醫(yī)療成像等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。”朱宏博說(shuō)。

　　——焦點(diǎn)二：對(duì)撞機(jī)世界發(fā)展?fàn)顩r怎樣?

　　據(jù)介紹，早在20世紀(jì)50年代，歐洲、美國(guó)和蘇聯(lián)的科學(xué)家提出了各自建造對(duì)撞機(jī)的計(jì)劃。1962年，世界上第一臺(tái)對(duì)撞機(jī)在意大利弗拉斯卡蒂實(shí)驗(yàn)室建成。次年，美國(guó)和蘇聯(lián)也分別建成了正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)。在這以后，對(duì)撞機(jī)隨粒子物理的發(fā)展需求，如雨后春筍出現(xiàn)在世界各大高能物理實(shí)驗(yàn)室。

　　據(jù)介紹，歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)是世界上最大的粒子加速器，它位于日內(nèi)瓦附近、瑞士和法國(guó)交界地區(qū)地下100米深處的環(huán)形隧道內(nèi)，隧道環(huán)的周長(zhǎng)為27千米。

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　　原標(biāo)題：對(duì)撞機(jī)到底是什么？對(duì)撞機(jī)有什么價(jià)值？