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现代高能物理学的碰撞,玩的早就不是「拆解」,而是宇宙最底层的造物法则。
而这套法则的核心,就是人类历史上最着名的那个公式——爱因斯坦的质能方程:E=mc2,也就是能量等于质量乘以光速的平方。
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大众对这个公式最直观的印象是什麽?
是原子弹。
是把极其微小的一点静止质量(m),瞬间转化为毁天灭地的巨大能量(E)。质量消失了,变成了刺目的强光和恐怖的高温。
但是,既然这是一个等式,既然质量和能量本质上是一枚硬币的两面……那麽,我们能不能大胆地设想一下:
如果在这个等式上,我们把它「反过来」用呢?
如果我们不去追求损失质量并释放能量,而是把极端庞大的动能(E),在极端微小的空间里死死压缩在一起,也就是损失其能量,那麽会发生什麽?
没错,是能量变成了质量。
……
这就是LHC对撞机给出的人类终极答案。
当两束携带着恐怖动能的粒子,在四个巨大的探测器中心迎头相撞丶速度瞬间归零时,那庞大到无法想像的动能无处可去。
于是,在这无限小的奇点上,奇迹发生了。
这些纯粹的动能,根据质能等价的逆向法则,瞬间坍缩丶凝聚,直接从虚无的真空中「无中生有」,硬生生地凭空创造出了全新的丶庞大的静止质量!
这根本不是在「破坏」或者「拆解」旧的粒子,这是在「创造」新的粒子!是人类在窃取造物主的权柄!
那些理论预言中十分神秘的「超越标准模型」的物质——比如暗物质粒子丶超对称粒子,它们都有一个共同的特点:太重了。
因为它们太重(m极大),根据m=E/c2,要想凭空把它们「捏」出来,就需要极其恐怖的能量(E)。
在今天这个宇宙里,它们根本无法自然产生。
所以就需要依靠LHC内部的碰撞,短暂地重现138亿年前丶宇宙大爆炸后百亿分之一秒的极端状态!
在这个瞬间,微观区域的温度将比太阳核心还要热十万倍。
只有在这种如同炼狱般的「微型大爆炸」中,那些沉睡了百亿年的古老而沉重的新粒子,才会被庞大的动能强行「具象化」出来。
……
LHC有四个探测器。
ATLAS和CMS是两个通用型多用途探测器,体型最庞大,主要负责寻找希格斯玻色子丶额外维度以及构成暗物质的粒子;
ALICE是重离子探测器,专门用来研究宇宙大爆炸极早期的「夸克-胶子等离子体」状态;
LHCb则是一个专门用于研究底夸克的探测器,试图解答为什麽我们的宇宙是由正物质构成,而不是被反物质湮灭的「反物质消失之谜」。
无数的新粒子会在碰撞的瞬间诞生,然后又在极短的时间内衰变。而那些像几层楼一样高丶重达上万吨的探测器,就像是几亿像素的超级3D相机,以每秒四千万次的快门速度,抓拍下这些粒子死亡的轨迹。
2012年,轰动全球的「上帝粒子」希格斯玻色子,就是在这里被撞出来的。
它的发现,补齐了物理学「标准模型」的最后一块拼图,直接锁定了次年的诺贝尔物理学奖。
顺便提一句,「上帝粒子(GodParticle)」这个霸气的名字其实是个美丽的误会。当年诺奖得主莱德曼写书时,原本想叫它「该死的粒子(GoddamnParticle)」,因为这玩意儿实在太难找了,简直折磨了物理学家半个世纪。
ℬ 𝐐 Ge 9. 𝑪o 𝓂
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