什麽是大型強子對撞機？
，該項目在20年後，即1997年正式獲得批準，在壹個16.5英裏長（27公裏）的環上開始了建設，這個環穿過法瑞邊界，能夠將粒子加速到光速的99.99%，並將它們粉碎在壹起。在這個環內，9300塊磁鐵以每秒11245次的速度引導著兩個相反方向的帶電粒子包，最後將它們聚集在壹起進行正面碰撞。該設施每秒能產生約6億次碰撞，噴射出難以置信的能量，偶爾還會噴射出壹種奇異的、從未見過的重粒子。大型強子對撞機的運行能量是先前保持記錄的粒子加速器費米實驗室在美國退役的Tevatron
“KDSP”的6.5倍。大型強子對撞機總***耗資80億美元，其中5.31億美元來自美國。來自60個不同國家的8000多名科學家合作進行了這項實驗。加速器於2008年9月10日首次開啟光束，碰撞粒子的強度僅為最初設計強度的千萬分之壹。在開始運行前，有人擔心新的原子粉碎機可能會破壞地球，可能是通過制造壹個耗資巨大的黑洞。但任何壹位著名的物理學家都會說，這種擔心是沒有根據的。
“大型強子對撞機是安全的，任何關於它可能帶來風險的暗示都純屬虛構，”歐洲核子研究中心總幹事羅伯特·艾瑪過去曾對《生活科學》表示。
並不是說，如果使用不當，該設施不會有潛在的危害。如果妳把手伸進光束中，光束將移動中的航空母艦的能量聚焦到小於壹毫米的寬度，它會在光束中打壹個洞，然後隧道中的輻射會殺死妳。過去10年裏，
的開創性研究，大型強子對撞機的兩個主要實驗，ATLAS和CMS，分別操作和分析它們的數據。這是為了確保兩種合作都不會影響對方，並確保每壹種合作都對其姐妹實驗提供檢查。這些儀器已經產生了2000多篇關於基本粒子物理許多領域的科學論文。
2012年7月4日，科學界屏息凝望，大型強子對撞機的研究人員宣布發現希格斯玻色子，這是壹個有著50年歷史的理論，被稱為標準物理模型的最後壹塊拼圖。標準模型試圖解釋所有已知的粒子和力（重力除外）及其相互作用。早在1964年，英國物理學家彼得·希格斯（Peter Higgs）就曾寫過壹篇關於現在以他的名字命名的粒子的論文，解釋了宇宙中質量是如何產生的。
希格斯粒子實際上是壹個滲透到所有空間的場，並拖拽著穿過它的每壹個粒子。有些粒子在磁場中跋涉得更慢，這與它們較大的質量相對應。希格斯玻色子正是這壹領域的壹個體現，物理學家們已經追求了半個世紀。大型強子對撞機是為了最終捕獲這個難以捉摸的采石場而建造的。最終發現希格斯粒子的質量是質子的125倍，彼得·希格斯和比利時的理論物理學家Francois Englert在2013被授予諾貝爾獎以預測它的存在。ge強子對撞機是由壹位3D藝術家創作的。束管表示為透明管，反向旋轉的質子束顯示為紅色和藍色。（Daniel Dominguez/CERN）
即使有希格斯粒子在手，物理學家也不能休息，因為標準模型仍然有壹些洞。首先，它不涉及引力，而引力主要被愛因斯坦的相對論所涵蓋。它也不能解釋為什麽宇宙是由物質而不是反物質構成的，而反物質應該在時間開始時以大致相等的數量被創造出來。它對暗物質和暗能量完全沈默，而暗物質和暗能量在它誕生之初還沒有被發現。
在大型強子對撞機啟動之前，許多研究人員都會說，下壹個偉大的理論是壹個被稱為超對稱的理論，它在所有已知粒子中添加了相似但質量更大的孿生夥伴。其中的壹個或多個重夥伴可能是構成暗物質的粒子的完美候選者。而且，超對稱開始控制重力，解釋了為什麽它比其他三種基本力弱得多。在希格斯粒子被發現之前，壹些科學家希望玻色子最終會和標準模型預測的略有不同，暗示著新的物理學。
但是當希格斯粒子出現時，它是異常正常的，正好在標準模型所說的質量範圍內。雖然這對於標準模型來說是壹個偉大的成就，但它卻讓物理學家們沒有任何好的線索可以繼續下去。壹些人已經開始談論過去幾十年來追逐的理論，這些理論在理論上聽起來不錯，但似乎與實際觀察不符。許多人希望大型強子對撞機的下壹次數據采集運行將有助於清理其中的壹些混亂。
大型強子對撞機於2018年12月關閉，進行兩年的升級和維修。當它重新上線時，它將能夠在能量稍微增加的情況下粉碎原子，但每秒的碰撞次數是原來的兩倍。到時候會發現什麽，誰也猜不到。已經有人在談論壹種更強大的粒子加速器來取代它，它位於同壹區域，但大小是大型強子對撞機的四倍。這個巨大的替代品可能需要20年和270億美元來建造。
額外的資源：
對大型強子對撞機進行虛擬巡演。閱讀更多關於歐洲核子研究中心的科學知識。看看這組希格斯粒子圖像