欧洲对撞机的"寻宝大爆炸" 中国科学家也加入了 ...

欧洲对撞机的"寻宝大爆炸" 中国科学家也加入了
2010年11月15日    来源：钱江晚报   







    很多人也许不知道，迄今以来，欧洲大型强子对撞机项目是我们国家在国际科技合作中投入最大的项目之一，累计的投入大概有8000万到9000万元人民币，中国科学院与国内一些大学都参与了这个合作。

    中国科学院高能物理研究所所长陈和生：投身“强子”，需要献身精神

    为了大型强子对撞机项目，我国著名粒子物理学家、中国科学院高能物理研究所所长陈和生院士和众多研究人员投入了很多精力，同时他也主持了中国的对撞机——北京正负电子对撞机的改造工程

    普通人一般会问，为什么要造大型强子对撞机呢？陈和生给出了一个解释，人类在探索物质结构的奥秘，包括最微观结构的奥秘，也包括宇宙的奥秘方面，可以来到一个新的领域里，可以看看在这个领域里头，到底有多少奥秘可以发现。我们现在所关心的物质结构等最基本的问题。

    陈和生介绍说，大型强子对撞机就是在地下100米深的地方，周长为27公里的大圆环，这个环里是高真空管道，然后用超导磁铁把它包起来使得已接近于光速运动的质子能够绕着27公里长的轨道里运动，加速，加到3.5万亿电子伏特的动能。要这样高的能量是为了研究自然界中尺寸更小的物质。因为自然界有个基本的规律，要研究多小尺寸的物质结构，乘上所需要的能量，二者是个常数。越往物质世界微小的空间里研究，就需要一个越高的能量。现在是要研究在10的负17次方以下非常小的物质的微观结构，所以就需要用非常高的能量。因为高能的粒子在磁场里拐弯的时候会损失能量，所以能量越高，所需要的加速器就越大。

    陈和生说，北京正负电子对撞机是50亿电子伏特，周长240米，而欧洲核子研究中心是35000亿电子伏特，周长27公里。

    这看似很枯燥的项目，陈和生已坚持研究了30多年。他说，这是探索自然界奥秘的欲望和振兴中国科学技术的期望支撑着他一直走了下来。陈和生说，他所从事的研究目前根本看不出有什么具体用途，研究成果也无法直接转化成生产力。因此，投身这一领域，一定需要献身科学的精神。“你要是追求挣得最多、最享受，那这儿一定不是你要来的地方。”

    陈和生回忆说，自己还是学生时，都是最好的学生抢着要学物理。但现在，学生们更愿意学习经贸、法律等学科，很少愿意到自然科学上来。他说，这不是学生们的错，很少有人能超脱于社会的浮躁和价值观变化带来的影响。而他，一直秉持着“基础科学研究中只有第一没有第二”的信条走到了今天。

    ALICE合作组中方联系人周代翠：解读“寻宝大赛”的神秘密码

    大型强子对撞机实验，寻找“上帝粒子”——希格斯粒子是最为核心的问题。在这场“寻宝大赛”中，中国参与其中的科研人员约二三十人，华中师大粒子物理研究所副所长周代翠是大型离子对撞机(ALICE)合作组中方联系人。

    在华师夸克与轻子物理教育部重点实验室里，摆放着几块杂志大小的电路板，电路板上印着4个英文字母CCNU(华师英文简称)。它们的400个同伴，已经被安放在了欧洲大型强子对撞机的探测器上了。

    周代翠教授介绍，在大型强子对撞机上有4个主要探测器，中国科学家所在的ALICE探测器主要进行核-核碰撞，想将夸克从强子(质子和中子)当中撞出来。在建设探测器时，参与的30个国家有钱的出钱，有技术的出技术。华师物理学院利用自己的学科优势，专门为探测器研发了前端电子学主板，组成光子谱仪，这是一种读数系统，用于将实验中的光子信号转化成数据。

    因为大型强子对撞机的“出名”，59岁的周代翠，也因此从一个默默无闻的大学老师，开始广泛被外界所关注。而就像他一直对外说的，“我是在前人的带领和推动下做了一点工作”。对于自己，周代翠不愿多宣扬，只是谦虚一笑带过，所以，所有关于周代翠本人资料只有：“1951年出生，湖北枝江人。博士，教授。华中师大粒子物理研究所副所长。”

    中国科学家参与了4个大型探测器和物理实验

    与欧洲的控制室远程连接的中国科学院高能物理研究所说，中国科学家参与了LHC上的4个大型探测器和物理实验，为本次数万亿电子伏特、迄今最高能量质子束流的成功对撞作出贡献。

    中国科学家参与到LHC隧道里安放的4个探测器CMS(紧凑缪子线圈)、ATLAS(超环面仪器)、LHCb(底夸克探测器)和ALICE(大型离子对撞机)当中，其中，中科院高能所牵头对CMS和ATLAS探测器作出重要贡献。CMS和ATLAS两个实验的物理目标是寻找希格斯(Higgs)粒子、额外维度和宇宙中神秘的暗物质。希格斯粒子是一种理论上预言的能解释其他粒子质量起源的新粒子。

    40多个国家和地区约3000名科学家参与了CMS和ATLAS实验。中国内地有4家科研单位参与CMS实验：中科院高能所和北京大学组成的CMS中国组成功建造1/3的端部缪子探测器阴极条室和阻性板室，并参与拟定CMS技术设计报告；中科院上海硅酸盐研究所向CMS提供了核心探测材料——用于电磁量能器的5000余根自主研制的钨酸铅闪烁晶体；中国科技大学参与电磁量能器的研制；CMS中国合作组在中科院高能所建立CMS实验远程控制中心，与在CERN和美国费米实验室一起轮班承担CMS实验的一部分实时控制工作。

    由中科院高能所、山东大学、中国科技大学和南京大学组成的ATLAS中国组，则对ATLAS实验的缪子探测器和电磁量能器的设计和建造做出重要贡献。

    目前，CMS和ATLAS实验的中国科学家正积极参与探测器日常运行值班和非常复杂的模拟数据分析，为用即将获取的实验数据发现包括希格斯在内的新粒子和新物理现象做准备。中科院高能所的计算中心还建立LHC数据分析网格平台，加入全球LHC实验数据分析网格，为中国物理学家和世界各国的物理学家服务。

    新闻助读

    欧洲大型强子对撞机的“世界之最”

    世界上最大的机器：“大型强子对撞机”不仅是世界上最大的粒子加速器，而且也是世界上最大的机器。它位于瑞士、法国边境地区地下100米深的环形隧道中，隧道全长26.259公里。     

    地球上最快的“轨道”：如果“开足马力”，数以百万计的粒子将在环形隧道内以每秒11245圈的速度“狂飙”，约等于光速的99.99%。     

    太阳系中最“空旷”的地方：为避免粒子束流与气体分子发生碰撞，粒子束流都在超高真空的“通道”内运行，这一内部空间如同星际空间一样“空旷”，气压仅为10的负13次方个标准大气压，比月球上的大气压还要小很多。      

    最热与最冷的机器：大型强子对撞机是个既极端热又极端冷的机器。当两束粒子流对撞的时候，碰撞点将产生极端高温，可以达到太阳中心温度的10万倍。而与之形成鲜明对比的是由于采用了超流体氦冷却等手段，对撞机中粒子束运行的加速腔在工作时的温度仅为零下271.3摄氏度，比遥远太空的某些空间还冷。

    有关大型强子对撞机的名词解释

    粒子对撞机

    粒子对撞机主要作用是积累并加速两束粒子流，到一定强度及能量时使其进行对撞，以产生足够高的反应能量。     

    强子

    强子是一种亚原子粒子，所有受到强相互作用影响的亚原子粒子都被称为强子。     

    标准模型

    标准模型是一套描述强作用力、弱作用力、电磁力这3种基本力以及组成所有物质的基本粒子的理论。迄今，几乎所有对这3种力的实验结果都符合这套理论的预测，但标准模型并非万有理论，因为它并没有描述引力。标准模型还有个致命缺陷，那就是无法解释物质质量的来源。     

    希格斯玻色子

    大型强子对撞机的重要任务之一是帮助科学家寻找标准模型中最后一种未被发现的基本粒子——希格斯玻色子。为了修补标准模型理论大厦的缺陷，英国科学家彼得·希格斯提出了希格斯场的存在，并进而预言了希格斯玻色子的存在。假设出的希格斯玻色子是物质的质量之源，其他粒子在希格斯玻色子构成的“海洋”中游弋，受其作用而产生惯性，最终才有了质量。标准模型预言了62种基本粒子的存在，其他粒子基本都已被实验证实，唯有希格斯玻色子仍未现身。






http://www.ce.cn/xwzx/kj/201011/15/t20101115_21969133.shtml欧洲对撞机的"寻宝大爆炸" 中国科学家也加入了
2010年11月15日    来源：钱江晚报   







    很多人也许不知道，迄今以来，欧洲大型强子对撞机项目是我们国家在国际科技合作中投入最大的项目之一，累计的投入大概有8000万到9000万元人民币，中国科学院与国内一些大学都参与了这个合作。

    中国科学院高能物理研究所所长陈和生：投身“强子”，需要献身精神

    为了大型强子对撞机项目，我国著名粒子物理学家、中国科学院高能物理研究所所长陈和生院士和众多研究人员投入了很多精力，同时他也主持了中国的对撞机——北京正负电子对撞机的改造工程

    普通人一般会问，为什么要造大型强子对撞机呢？陈和生给出了一个解释，人类在探索物质结构的奥秘，包括最微观结构的奥秘，也包括宇宙的奥秘方面，可以来到一个新的领域里，可以看看在这个领域里头，到底有多少奥秘可以发现。我们现在所关心的物质结构等最基本的问题。

    陈和生介绍说，大型强子对撞机就是在地下100米深的地方，周长为27公里的大圆环，这个环里是高真空管道，然后用超导磁铁把它包起来使得已接近于光速运动的质子能够绕着27公里长的轨道里运动，加速，加到3.5万亿电子伏特的动能。要这样高的能量是为了研究自然界中尺寸更小的物质。因为自然界有个基本的规律，要研究多小尺寸的物质结构，乘上所需要的能量，二者是个常数。越往物质世界微小的空间里研究，就需要一个越高的能量。现在是要研究在10的负17次方以下非常小的物质的微观结构，所以就需要用非常高的能量。因为高能的粒子在磁场里拐弯的时候会损失能量，所以能量越高，所需要的加速器就越大。

    陈和生说，北京正负电子对撞机是50亿电子伏特，周长240米，而欧洲核子研究中心是35000亿电子伏特，周长27公里。

    这看似很枯燥的项目，陈和生已坚持研究了30多年。他说，这是探索自然界奥秘的欲望和振兴中国科学技术的期望支撑着他一直走了下来。陈和生说，他所从事的研究目前根本看不出有什么具体用途，研究成果也无法直接转化成生产力。因此，投身这一领域，一定需要献身科学的精神。“你要是追求挣得最多、最享受，那这儿一定不是你要来的地方。”

    陈和生回忆说，自己还是学生时，都是最好的学生抢着要学物理。但现在，学生们更愿意学习经贸、法律等学科，很少愿意到自然科学上来。他说，这不是学生们的错，很少有人能超脱于社会的浮躁和价值观变化带来的影响。而他，一直秉持着“基础科学研究中只有第一没有第二”的信条走到了今天。

    ALICE合作组中方联系人周代翠：解读“寻宝大赛”的神秘密码

    大型强子对撞机实验，寻找“上帝粒子”——希格斯粒子是最为核心的问题。在这场“寻宝大赛”中，中国参与其中的科研人员约二三十人，华中师大粒子物理研究所副所长周代翠是大型离子对撞机(ALICE)合作组中方联系人。

    在华师夸克与轻子物理教育部重点实验室里，摆放着几块杂志大小的电路板，电路板上印着4个英文字母CCNU(华师英文简称)。它们的400个同伴，已经被安放在了欧洲大型强子对撞机的探测器上了。

    周代翠教授介绍，在大型强子对撞机上有4个主要探测器，中国科学家所在的ALICE探测器主要进行核-核碰撞，想将夸克从强子(质子和中子)当中撞出来。在建设探测器时，参与的30个国家有钱的出钱，有技术的出技术。华师物理学院利用自己的学科优势，专门为探测器研发了前端电子学主板，组成光子谱仪，这是一种读数系统，用于将实验中的光子信号转化成数据。

    因为大型强子对撞机的“出名”，59岁的周代翠，也因此从一个默默无闻的大学老师，开始广泛被外界所关注。而就像他一直对外说的，“我是在前人的带领和推动下做了一点工作”。对于自己，周代翠不愿多宣扬，只是谦虚一笑带过，所以，所有关于周代翠本人资料只有：“1951年出生，湖北枝江人。博士，教授。华中师大粒子物理研究所副所长。”

    中国科学家参与了4个大型探测器和物理实验

    与欧洲的控制室远程连接的中国科学院高能物理研究所说，中国科学家参与了LHC上的4个大型探测器和物理实验，为本次数万亿电子伏特、迄今最高能量质子束流的成功对撞作出贡献。

    中国科学家参与到LHC隧道里安放的4个探测器CMS(紧凑缪子线圈)、ATLAS(超环面仪器)、LHCb(底夸克探测器)和ALICE(大型离子对撞机)当中，其中，中科院高能所牵头对CMS和ATLAS探测器作出重要贡献。CMS和ATLAS两个实验的物理目标是寻找希格斯(Higgs)粒子、额外维度和宇宙中神秘的暗物质。希格斯粒子是一种理论上预言的能解释其他粒子质量起源的新粒子。

    40多个国家和地区约3000名科学家参与了CMS和ATLAS实验。中国内地有4家科研单位参与CMS实验：中科院高能所和北京大学组成的CMS中国组成功建造1/3的端部缪子探测器阴极条室和阻性板室，并参与拟定CMS技术设计报告；中科院上海硅酸盐研究所向CMS提供了核心探测材料——用于电磁量能器的5000余根自主研制的钨酸铅闪烁晶体；中国科技大学参与电磁量能器的研制；CMS中国合作组在中科院高能所建立CMS实验远程控制中心，与在CERN和美国费米实验室一起轮班承担CMS实验的一部分实时控制工作。

    由中科院高能所、山东大学、中国科技大学和南京大学组成的ATLAS中国组，则对ATLAS实验的缪子探测器和电磁量能器的设计和建造做出重要贡献。

    目前，CMS和ATLAS实验的中国科学家正积极参与探测器日常运行值班和非常复杂的模拟数据分析，为用即将获取的实验数据发现包括希格斯在内的新粒子和新物理现象做准备。中科院高能所的计算中心还建立LHC数据分析网格平台，加入全球LHC实验数据分析网格，为中国物理学家和世界各国的物理学家服务。

    新闻助读

    欧洲大型强子对撞机的“世界之最”

    世界上最大的机器：“大型强子对撞机”不仅是世界上最大的粒子加速器，而且也是世界上最大的机器。它位于瑞士、法国边境地区地下100米深的环形隧道中，隧道全长26.259公里。     

    地球上最快的“轨道”：如果“开足马力”，数以百万计的粒子将在环形隧道内以每秒11245圈的速度“狂飙”，约等于光速的99.99%。     

    太阳系中最“空旷”的地方：为避免粒子束流与气体分子发生碰撞，粒子束流都在超高真空的“通道”内运行，这一内部空间如同星际空间一样“空旷”，气压仅为10的负13次方个标准大气压，比月球上的大气压还要小很多。      

    最热与最冷的机器：大型强子对撞机是个既极端热又极端冷的机器。当两束粒子流对撞的时候，碰撞点将产生极端高温，可以达到太阳中心温度的10万倍。而与之形成鲜明对比的是由于采用了超流体氦冷却等手段，对撞机中粒子束运行的加速腔在工作时的温度仅为零下271.3摄氏度，比遥远太空的某些空间还冷。

    有关大型强子对撞机的名词解释

    粒子对撞机

    粒子对撞机主要作用是积累并加速两束粒子流，到一定强度及能量时使其进行对撞，以产生足够高的反应能量。     

    强子

    强子是一种亚原子粒子，所有受到强相互作用影响的亚原子粒子都被称为强子。     

    标准模型

    标准模型是一套描述强作用力、弱作用力、电磁力这3种基本力以及组成所有物质的基本粒子的理论。迄今，几乎所有对这3种力的实验结果都符合这套理论的预测，但标准模型并非万有理论，因为它并没有描述引力。标准模型还有个致命缺陷，那就是无法解释物质质量的来源。     

    希格斯玻色子

    大型强子对撞机的重要任务之一是帮助科学家寻找标准模型中最后一种未被发现的基本粒子——希格斯玻色子。为了修补标准模型理论大厦的缺陷，英国科学家彼得·希格斯提出了希格斯场的存在，并进而预言了希格斯玻色子的存在。假设出的希格斯玻色子是物质的质量之源，其他粒子在希格斯玻色子构成的“海洋”中游弋，受其作用而产生惯性，最终才有了质量。标准模型预言了62种基本粒子的存在，其他粒子基本都已被实验证实，唯有希格斯玻色子仍未现身。






http://www.ce.cn/xwzx/kj/201011/15/t20101115_21969133.shtml