大型強子對撞機七宗最：平凡人類如何尋宇宙創世上帝魔法？

　　為什麼從九歲起，謝耳朵就夢想著去看大型強子對撞機（LHC）？

　　他甚至跟佩妮引發撕逼大戰…

　　為什麼大型強子對撞機（LHC）是全世界物理學家心目中的聖地？

　　人類為什麼要耗資巨大，建造史上這一最大型的科學儀器？

　　叩響天堂之門，平凡的人類如何尋覓宇宙創世的上帝魔法？

　　讓科學家們開撕的大型強子對撞機，到底是什麼，又意味著什麼？

　　? 第一宗「最」 ?

　　史上最大型科學儀器

　　大型強子對撞機是人類建造過的最大的機器，它坐落於瑞士日內瓦的歐洲核子研究中心日內瓦附近，橫跨法國和瑞士的邊境。它是一個圓形加速器，深埋在侏羅山地下100米，總長約27公里（含環形隧道）的隧道內。大型強子對撞機可以使高能質子對撞，產生高能反應。

　　然後，能量轉變成質量，產生新的粒子。大型強子對撞機中研究的對撞過程類似於宇宙大爆炸後第一萬億分之一毫秒內的過程。這個過程將會告訴我們在宇宙形成的早期，有關物質與相互作用力的本質以及超小尺度的一些事情。你可以把大型強子對撞機看作一個超級顯微鏡，它可以讓我們在極小的尺度上看到粒子與相互作用力——這個數量級是一毫米的一億億分之一。

　　? 第二宗「最」 ?

　　史上最寒冷科學實驗

　　大型強子對撞機中的超導磁鐵需要在1.9K（即比絕對零度高出1.9°C）的溫度下運行，這是我們在宇宙中已知的最冷的大範圍區域——它甚至比太空還要寒冷。

　　? 第三宗「最」 ?

　　史上最強磁場

　　大型強子對撞機中的超導二極磁鐵產生的磁場比地磁場強度大出10萬多倍，這是人類工業製造過的最強磁鐵。

　　? 第四宗「最」 ?

　　史上最大範圍最完全的真空環境

　　大型強子對撞機容納質子的管道中的真空，其氣壓為大氣壓的十萬億分之一，是在大範圍區域內製造過的最完全的真空。這個系統必須摒除儘可能多的物質，以保持氦的溫度足夠低，因為任何誤入歧途的分子都有可能帶走熱量與能量。最重要的是，質子束所在的區域必須儘可能不存在氣體。

　　如果存在氣體，那麼質子就有可能與它發生對撞，並破壞質子束的良好環行過程。因此，質子束內部的壓強極端微小，小到是大氣壓的十萬億分之一—這是地表100萬米的高處、極端稀薄的大氣所具有的壓強。在大型強子對撞機中，9000立方米的空氣都被抽空，以迎接質子束的到來。

　　? 第五宗「最」 ?

　　史上最高能標

　　所謂能標是指的是能量的等級，大型強子對撞機對撞的能標是地球上使用過的最高能標，能達到7000GeV~14000GeV。它讓我們得以向回追溯最遠的時間，以研究早期宇宙中出現的相互作用。大型強子對撞機擁有著巨大的能量。它的磁場本身就蘊含著相當於數噸TNT炸藥的能量，而其中參與對撞的粒子束蘊含著前者1/10的能量。

　　這些能量蘊含在十億分之一克的物質中，而後者只是日常環境中亞微觀結構的一粒小灰塵物質而已。當機器中的粒子束整裝待發時，高度集中的能量都被傾入一個石墨罐中，這個罐長8米、直徑1米，由1000噸混凝土包裹起來。

　　? 第六宗「最」 ?

　　史上最燒錢科學儀器

　　大型強子對撞機技術花費不菲，每一項「最」都意味著一筆大額開銷。大型強子對撞機90億美元的身價也使它成為人類史上最燒錢的機器。歐洲核子研究中心承擔了這筆費用的2/3，從德國的20%到保加利亞的0.2%，根據自身的經濟實力，歐洲核子研究中心的20個會員國都各自作出了不等的貢獻。餘下的費用被非會員國承擔，包括美國、日本與加拿大。

　　歐洲核子研究中心為實驗本身付費20%，這是由國際合作組織資助的。截至2008年，當機器最終製造完畢時，美國已經有1000多名科學家為CMS（CompactMuonSolenoid，緊湊μ子線圈）與ATLAS工作，並且為大型強子對撞機這項事業貢獻了5.31億美元。

　　? 第七宗「最」 ?

　　史上國際合作最多的科研項目

　　大型強子對撞機將是世界上最大、能量最高的粒子加速器，建造它的提案於25年之前首次設想，並於1994年核准。它是一個雄心勃勃的項目，然而，直到現在它的成果才「小荷才露尖尖角」。

　　此外，歐洲核子研究中心剛剛在國際上拓展了它的吸引力，除了它的20個會員國之外，還有53個國家都參與了大型強子對撞機的設計、建造與儀器試運行過程。現在，來自85個國家的科學家們都參與其中。

　　美國不是正式的會員國，然而，美國是所有國家裡為主要實驗提供最多工作人數的國家。總共有大約10000名科學家參與了工作——這也許是全球粒子物理學家總數的一半。其中20%就居住在附近，在此全職工作。

　　好吧，說了這麼多，其實下面這個才是重點：

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