新華社洛杉磯４月６日電特稿：重啟大碰撞，科學家搞哪樣

　　新華社記者郭爽

　　在為期兩年的維護和升級后，歐洲核子研究中心的大型強子對撞機（ＬＨＣ）于５日重啟。不僅科學家紛紛在朋友圈刷屏，不少普通人也操心起來：科學家到底要干什么？這種“瘋狂實驗”不會真的撞出“黑洞”吧？如此高大上的科學跟我有關系嗎？

　　重磅回歸　期待驚喜

　　２００８年９月，全球最大、能量最高的粒子加速器ＬＨＣ建成運行。當時，研究人員將一個質子束注入加速器中，讓其在２７公里長的環形隧道狂飆。但ＬＨＣ在隨后幾年中沒有什么驚人發現。

　　２０１２年７月，歐洲核子研究中心宣布，通過分析ＬＨＣ取得的數據，發現了一種具有“上帝粒子”若干特征的新粒子。整個物理學界為之轟動。同年末，ＬＨＣ第一階段實驗結束。

　　４０多年前，科學家們建立起一套名叫“標準模型”的粒子物理學理論，但這一理論一直缺少最后一塊拼圖，即希格斯玻色子。這一難以尋覓又極為重要的“上帝粒子”被認為是解釋其他粒子如何獲取質量的關鍵。

　　發現希格斯玻色子的蹤跡，無疑是ＬＨＣ迄今最顯赫的成績。然而，有科研人員認為它很難再有突破。“老實說，這種可能性并不算很小，”該對撞機的“緊湊繆子線圈”探測器研究員、美國加州理工學院物理學家毛里齊奧·皮耶里尼坦言。

　　物理學家希望從這一實驗中獲取更多信息。比如，“上帝粒子”是如何衰變的？它符合理論物理的預言嗎？它是這類粒子的唯一種類，還是希格斯“粒子家族”的一員？

　　第二階段對撞實驗按計劃將于今年６月實施，質子束流的總能量將達創紀錄的１３萬億電子伏特，更多的希格斯粒子有望在更高能量的碰撞中現身。而這種高能量碰撞或許會產生連“標準模型”都未預見、更為奇異的新粒子。

　　科學家還想干嘛

　　對科學家來說，任何不同尋常的狀況都可能孕育新機會。美國國立費米加速器實驗室研究員、芝加哥大學科學家瑪塞拉·卡雷納認為，ＬＨＣ重啟運行，首先要做的就是盡可能地測算希格斯玻色子的屬性，“而（與標準模型預測的）任何偏差，都可能引領新的物理學”。

　　作為標準模型的擴展理論，上世紀７０年代早期提出的超對稱理論認為，每個粒子都有一個更重的“超對稱粒子”，或稱超伴子。不過，研究人員未在前一次ＬＨＣ運行中發現這種粒子，自然對此次重啟寄托厚望。

　　除了超對稱理論，物理學家對暗物質也充滿興趣。科學家認為，宇宙中８５％的物質是暗物質。有科學家認為有可能在ＬＨＣ的質子碰撞中產生出暗物質粒子，甚至有人認為有可能得到更奇怪的結果，比如發現更高空間維度的蛛絲馬跡。

　　當然，這讓不少普通人對科學家們的“瘋狂實驗”憂心忡忡，甚至有美國人曾起訴歐洲對撞機可能撞出密度、引力極大的天體——黑洞，以致毀滅地球。不過，科學家表示ＬＨＣ撞出黑洞是不可能的。

　　科學“游戲”可否應用

　　這些高深研究和我們普通人有什么關系呢？

　　１００多年前，愛因斯坦提出著名的質能方程時，不少人也曾產生疑問。知道質量與能量可以互相轉化又能怎樣？而在這一理論指導下研制出來的原子彈讓人們見識了高能物理的“可怕”，核能發電又讓人們認識到質能方程真正改善了我們的生活。

　　同樣，ＬＨＣ的研究也有望使科技邁進一大步。美國媒體評論說，此次ＬＨＣ的重啟有可能為能源危機、氣候變化和治療研究提供解決方案。

　　比如，現有放射療法可能在殺死癌細胞時傷害健康組織，而對撞機產生的高能粒子束如能被醫學利用，則有望大幅降低這種傷害。一些學者還認為，這項研究在未來或許能讓專家獲得調控宇宙射線的能力，從而對緩解氣候變化施加影響。

　　事實上，ＬＨＣ的相關研究已經對人們的日常生活產生巨大影響。二十多年前，為更好地分享數據，歐洲核子研究中心的科學家設計出了最早的網頁瀏覽器及服務器。上世紀９０年代，當他們需要一種更好的方式來訪問計算機存儲資源時，又創造了當時最大的“計算機網格”——把不同地點的計算機組織成虛擬超級計算機。

　　此次重啟對撞機后，１０萬臺處理器將計算分析收集到的數據，判斷從碰撞中噴射出來的每個粒子的特性、能量和去向。這些碰撞每年將產生約３０ＰＢ（１ＰＢ相當于一百余萬千兆字節）的數據。

　　數據的暴漲不會就此止步，計劃中的各項升級工作將使ＬＨＣ產生的數據量繼續增長，達到每年４００ＰＢ。雖然現在還無法處理那么多數據，但科學家仍對未來充滿信心。他們已開始考慮開發下一代大型粒子加速器等前沿課題。（完）