世界最大强子对撞机10日15时30分正式启动

大型强子对撞机位于瑞士、法国边境地下100米深的环形隧道中，隧道全长达27公里

大型强子对撞机的CMS探测�

大型强子对撞机隧道内的冷磁体

牛顿未完成的工作——什么是质量？

　　质量的起源是什么？为什么微小粒子拥有质量，而其它一些粒子却没有这种“待遇”？对于这些问题，科学家到现在也没有找到一个确切答案。最有可能的解释似乎可以在希伯斯玻色子身上找到。希伯斯玻色子是“标准模型”这一粒子物理学理论中最后一种尚未被发现的粒子，它的存在是整个“标准模型”的基石。早在1964年，苏格兰物理学家彼得·希格斯(Peter Higgs)便首次预言存在这种粒子，但迄今为止，科学家仍未见过它的庐山真面目。

　　ATLAS 和 CMS实验将积极寻找这种难于捉摸的粒子存在迹象。

大自然的偏好——为什么找不到反物质？


　　我们生活在一个由物质构成的世界，宇宙万物——包括我们人类在内都是由物质构成的。反物质就像物质的一个孪生兄弟，但它却携带相反电荷。在宇宙诞生时，“大爆炸”产生了相同数量的物质和反物质。然而，一旦这对孪生兄弟碰面，它们就会“同归于尽”，并最终转换成能量。不知何故，少量物质幸存下来，并形成我们现在生活的宇宙，而它的孪生兄弟反物质却几乎消失得无影无踪。为什么大自然不能一碗水端平，平等对待这对孪生兄弟呢？

　　LHCb实验将寻找物质与反物质之间的差异，帮助解释大自然为何如此偏向。此前的实验已经观察到两者之间的些许不同，但迄今为止的研究发现还不足以解释宇宙中的物质和暗物质为何在数量上呈现出明显的不均衡。



在这个蟹状星云的合成照片中，物质和反物质粒子已接近光速的速度被喷射出

“大爆炸”的秘密——物质在宇宙诞生后的第一秒呈什么状态？


　　构成宇宙万物的物质据信来源于一系列密集而炽热的基本粒子。现在宇宙中的普通物质由原子构成，原子拥有一个由质子和中子构成的核子，质子和中子都是被称之为“胶子”的其它粒子束缚夸克形成的。这种束缚非常强大，但在最初的宇宙，由于温度极高加之能量巨大，胶子很难将夸克结合在一起。也就是说，这种束缚似乎是在“大爆炸”发生后的最初几微秒内形成的，此时的宇宙拥有一个由夸克和胶子构成的非常炽热而密集的混合物，也就是所说的“夸克-胶子等离子体”。

　　ALICE实验将利用大型强子对撞机模拟大爆炸发生后的原始宇宙形态，分析夸克-胶子等离子体的性质。




宇宙大爆炸示意图

隐藏的世界——空间的额外维度真的存在吗？

　　根据爱因斯坦广义相对论，人类生存的三维空间加上时间轴即构成所谓四维空间。后来的理论认为，可能存在拥有隐藏维度的空间。弦理论便暗示额外的空间维度尚未被人类观察到，它们似乎会在高能条件下显现出来。基于这种推测，科学家将对所有探测器获得的数据进行仔细分析，以寻找额外维度存在迹象。


根据爱因斯坦广义相对论，人类生存的三维空间加上时间轴即构成所谓四维空间

　　下面是从欧洲粒子物理研究所获得的照片，它们显示了在过去几年中建设这个大型强子对撞机的不同阶段以及几个比较大的科研仪器，其中一些体积非常庞大，比7层楼还高


1.这是无尘室里的压缩介子线圈（CMS）跟踪器外筒(TOB)。压缩介子线圈是大型强子对撞机的两个多用途科研仪器之一，它的设计目的是揭开“Terascale”的物理学原理，Terascale是一个能量区，物理学家认为他们可通过这个能量区找到21世纪粒子物理学核心问题的答案。

2.这是晨光中的“创新球”系统。这个木质球体结构最初是为瑞士全国展览会Expo'02建造的，直径40米，高27米�

3.组装ATLAS强子端盖液体氩热量计（ATLAS Hadronic endcap Liquid Argon Calorimeter）。ATLAS探测器包含一系列一个比一个大的同心圆筒，它们围绕着大型强子对撞机的质子束相撞的界面中心�

4.工作人员正在对大型强子对撞机隧道内的磁体阵列进行检查。每个磁体都处在恰当位置非常重要，因为这样才能对光束的路径进行精确控制�

5. 将大型离子对撞实验（ALICE）的内部追踪系统运送到实验洞并将它嵌入定时发射膛(TPC)。ALICE将用来研究超高能质子-质子和铅-铅对撞物理学原理，并将揭露宇宙大爆炸后几微秒内的宇宙情形�

6.将该追踪系统嵌入压缩介子线圈探测器中心�

7.照片上是LHCb电磁量能器。这是一个由3300块组成的一面42平方米的墙体，上面有闪烁体、光缆和铅。在大型强子对撞机内开始进行质子-质子对撞时， LHCb电磁量能器将被用来测量对撞过程产生的粒子能。质子、电子和正电子将穿过这些模块内的物质层，通过粒子流将它们的能量堆积在这个探测器中。