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张闯:LHC是世界上最大的机器

http://www.sina.com.cn  2008年09月14日05:02  人民网-人民日报

  张闯:数百位中国工程师和科学家参与LHC和探测器的设计建造,投资数千万元人民币。中国科学家将参加物理实验的数据获取物理分析和研究。在科技部、自然科学基金委和中国科学院的支持下,中国物理学家参加了LHC上的ATLAS、CMS和LHCb等实验的国际合作,在探测器研制和物理分析等方面做出了许多贡献,并初步建立了网格计算平台。随着探测器研制任务的完成,中方研究工作的重点也逐步过渡到物理分析方面,要争取在探索电弱相互作用中的对称性破缺和质量起源的机制,以及B物理与CP破坏现象的研究和探索宇宙中正反物质的不对称的物理机制等方面发挥重要作用。

  编辑:这一项目的研制创造了多项世界纪录,具有什么意义?

  张闯:LHC是世界上最大的机器,它被安装在27公里隧道里的设备总重量达37600吨,其中有9300块磁铁。LHC又是地球上最快速的“跑道”,质子束在加速的时候,每秒钟在27公里长的跑道里转11245圈,相当光速的99.999999%。它拥有太阳系最空的地方,在LHC的真空室里的压强只有10—13大气压,是月球上气体密度的1/10。在LHC中,两束质子对撞时,产生的超高温相当于太阳中心温度的10万倍,成为银河系最热的点,而与之形成鲜明对照的是,超导磁铁工作温度为零下271.3摄氏度,比遥远的外层空间还要冷。为了获取和分析LHC中的每秒产生的6亿个质子对撞事例,需要世界上最大、最复杂的探测器和数据处理能力最强的超级计算机。

  顾玉清:这一巨型系统堪称历史上最大规模的物理试验室,其质子对撞能量是目前世界上最大对撞机能量的7倍。欧洲核子研究中心总裁罗贝尔·艾马尔说,它的建成将有助于破译宇宙的密码,复制宇宙形成的第一瞬间,让人类知道“它们从哪里来,到哪里去,宇宙是否会走向终结。”科学家认为,大型强子对撞机对医学、材料、国家安全、工业制造、计算机、科学和人力资源等方面具有重要意义,将促进人类社会的进步和发展。

  编辑:这一试验引起一些人担忧,欧美国家甚至有人向法院起诉叫停LHC,理由是产生的黑洞会毁灭地球,果真如此吗?

  张闯:在LHC开始运行前,它的安全性问题备受关注。LHC安装在平均100米深的地下,主要是为了避免使用昂贵的土地,同时也有效地屏蔽了加速器束流运行时产生的放射性。在LHC对应的地面上,有欧洲核子研究中心的办公楼、实验室,也有居民区,都非常安全。试验时,如果出现一些束团把真空室打穿的严重事故,在LHC里安放了快速打掉束流的系统,以保证安全。

  黑洞是大家十分感兴趣的科学问题。在宇宙中,当一个恒星寿终正寝时,会发生坍塌而把大量的物质聚集在很小的空间里而形成黑洞。在LHC里,如果产生黑洞也非常微小,将通过霍金辐射的机制很快就蒸发消失,不会造成任何危险。

  还有一个观点认为,LHC中束流的对撞有可能产生某些奇异子,有可能“吃”普通物质的核子,并将其转变为奇异物质并通过一系列危险的连锁反应毁灭地球。

  LHC在这些方面的安全性的最有力的论据在于一个简单的事实:包括地球在内的太阳系星体从形成到现在几十亿年来,都不断地被宇宙射线轰击。这些粒子能量甚至可能高于LHC所产生的粒子能量,结果怎么样?既没有产生黑洞或奇异物质,也没有使太阳、地球和月球被摧毁。

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