
LHC(大型強子對撞機)是世界上最大的科學實驗,因為數度的意外事件,基於安全考量,停機兩年,進行維修和升級,可望在今年重新開機。
2012 年,CERN(歐洲核子研究組織)偵測到了希柏斯色子的存在,希望在今年設備升級之後,可以完成長達 27km 的質子加速實驗。
希伯斯色子(Higgs boson),是為了紀念希伯斯在 1964 年所提出的希格斯機制。在假設中是一種基本粒子,自旋為零,不帶電荷,非常不穩定。科學家認為,若可以找出希伯斯色子,並加以了解,有助於了解粒子和其他物理理論的研究。
- 到底是有多強大?
愛因斯坦在質能轉換公式(E=MC2)中表示,粒子的能量大小取決於質量。質量越大,能量越大;反過來說,想要創造很多粒子,就需要大量的能量。LHC 有足夠的能量讓粒子束產生碰撞,以希伯斯色子來說,大概需要 1260 億伏特(126GeV=2.24x1025 公斤重的力道),是單質子的 127 倍。
經過兩年的醞釀,升級過後的 LHC 足以讓兩束質子提升到 6.5 兆伏特(6.5TeV)的能量,總共是 13Tev(2012 年僅有8Tev)科學家們期待強大的能量可以帶領他們找到新的粒子,像是Z 粒子、新希伯斯粒子、暗物質(dark matter)等未知的粒子。
1983 年,CERN 發現 Z 粒子,被認為是粒子物理學的標準模型,包括強力、弱力、電磁力和萬有引力。Z 粒子攜帶的是弱力,是一種非接觸力,會引起次原子粒子反應。根據理論,下一個可能發現的就是 Z’( Z prime),將有助於了解萬有引力。
- 為什麼要花這麼多時間、金錢在這上面?
我們了解的宇宙大概只有 5%,剩下的 95% 中,有 68% 是暗能量,另外 27% 是暗物質。而其中有 84% 的物質仍處於黑暗中,所謂的黑暗是指無法被偵測,也無從查起。如果這次 LHC 的實驗真的成功了,將可以解開那些不為人知的「黑暗」物質。
不管我們現在所做的種種假設是否正確,LHC 的強大能量絕對可以幫助我們了解萬物的法則,測試、闡述各種模型。不過,這次 LHC 的升級大約需要 7 千萬英鎊的金費,有些人認為這樣的代價太高了,但是粒子物理不僅只是理論,還可以應用在醫療產業,相較於那些被揮霍的稅金,何嘗不是一個投資。
(資料來源:《Ifl Science》;圖片來源:markhillary,CC Licensed)



