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強子對撞實驗 盼解宇宙誕生之謎

強子對撞實驗 盼解宇宙誕生之謎
歐洲核子研究組織的科學家們在控制中心觀看實驗過程。Getting Images
第21期
向天星

類史上規模最大的科學實驗正式展開。位在瑞士日內瓦的歐洲核子研究組織,啟動了探索宇宙起源的大型強子對撞器(LHC),希望這項耗資超過2,000億台幣的實驗,能解開宇宙誕生的謎團。

這項世界最大型的原子對撞試驗,9月10日在位於法國和瑞士邊境的一個實驗室進行首次試驗。科學家期待實驗發現新的物質微粒,因而可能改變現代物理學對宇宙空間的認識。當天進行第一次低能量試驗,是希望讓粒子束進行27公里長的全軌道試驗,模擬宇宙大爆炸時的條件,而後再進行粒子對撞。

在這幢研究室的地底下,進行著世界上最大型,也是最複雜的科學實驗。這座大型強子對撞器,不但是世界最大的粒子加速器,同時也是世界最大的機器。這個粒子加速器長達27公里,位於瑞士、法國邊境地區的地下100公尺深的環形隧道中。

這個超大型的強子對撞機將使物質微粒被粉碎,而實驗結果有可能改變現代物理學對於宇宙時空和物質的認識。原子對撞實驗室科學家說,實驗的目的是將粒子的運動加速到非常高之後進行撞擊,所產生的能量會形成新的物質。

這種至今只存在於理論層次的新物質叫做希格斯粒子,是由英國物理學家希格斯在1964年預言,視之為物質的質量之源,以及宇宙的基本粒子(電子和夸克)等形成質量的基礎,因此也被稱為上帝粒子。

這個由歐洲核研究組織領導的項目,從1994年開始建造以來已超過10年,耗資100億美元,吸引了80多個國家大約1萬名科學家參與,而更多的科學家則在世界各地的計算機中心協助。因為實驗的數據相當於全球計算機1年數據流量的1%,而且是在瞬間產生。

進行這一類新的實驗往往傳出「末日論」。一些科學家警告對撞器實驗所產生的黑洞可能帶來世界末日,但歐洲核子研究中心(CERN)表示,這些黑洞不會構成任何威脅。美國布魯克海汶國家實驗室於1999年進行「相對論性重離子對撞器」(RHIC)實驗時,也曾引發類似的世界末日預言。

因為受到舉世關注,一名印度少女竟然因為害怕LHC實驗可能導致世界末日而自殺身亡。此外,一個自稱「公民反對大型強子對撞器」的團體也提起訴訟,要求LHC實驗踩煞車。

物理學家對於圍繞LHC實驗的種種末世論預言並不感訝異,但強調這種劃時代實驗創造的是科學新知,而非吞噬整個地球的「黑洞」,大家無須恐慌。

儘管有人批評,研究經費高達2,487億新台幣實在太浪費,但是為了徹底揭開宇宙的神祕面紗,這項結合全世界1萬名科學家和工程師的實驗勢在必行。

這個有史以來最具挑戰的項目,將繼續人類對宇宙奧秘的探索。

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