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大型强子对撞机耗资高 科学盛宴何时开席
中国发展门户网 www.chinagate.com.cn  2008 年 12 月 16 日 
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大型强子对撞机(LHC)近日重回人们视线,虽然它仍在瑞士日内瓦的边境因病呻吟,但在近日各外媒评选的年度科技大事中,其均跻身三甲之内。关于近期动向,据欧洲核子物理研究中心(以下简称欧核中心)官方网站与英国《新科学家》杂志在线版12月份的报道,9月份的那次故障,导致LHC的维修费用已达3500万瑞士法郎(约合2000万英镑或2900万美元)。欧核中心在一份国际性报告中声明,原计划2009年春季再次启动的LHC,现恐怕要推迟到2009年7月末。

启动之年生风波

自今年6月左右,“大型强子对撞机”这个艰涩的名词就开始走入寻常人家,科学界更以火热态度相待;启动之日,全世界的粒子物理学家如朝圣一般齐聚日内瓦,它却在质子束流忽快忽慢的转了几圈后,宣布故障报停。无奈之下,公众的关注被迫抽离。

欧核中心对LHC初次启动的预设目标是:注入质子并加速,或在数周内反方向注入质子。LHC并没有完成,短期内与“对撞”两字更不沾边。即使这样,LHC在众人眼中仍不失为头等科学大事,于今日这个恨不得一美分掰成两半花的环境中,它仍做它慢条斯理的“吞金大王”。“LHC的首要任务,就是在合理范围内尽早提供实验的对撞数据。”欧核中心主任罗伯特?艾玛的说法很好很官方。

9月19日宣布的故障原因是电力问题导致液氦泄露,就目前看来,显然程度要超想象。“相当大的机械伤害。”欧核中心的发言人詹姆斯?吉利斯表示。压力爆炸使周边机件受损,需要将53组已埋好的磁体再从100米的地下深处挖出来,搬走重装再搬入,预计将搬到明年3月底。

费用投入愈见深

然而,LHC还有一项独特标准:其运行必须达到指定温度,即高出绝对零度1.9摄氏度的温度值;但维修却需降回室温,人员才能进入管道。因此重启LHC之前,整体8段、5万吨设备用超流体液氦冷却要全部完成降温,并在做好相应部分的试运行,如果试运行中出现问题,又须恢复到室温才能进行修理。其每段冷却需要至少三四个星期,升温亦然。这个反复的升降温工作其实自2007年1月就已开始了,起先一再地推迟了LHC的首次启动时间,现在又延期了它的维修工作,使得费用的产生如滚雪球般。

本次的3500万瑞士法郎维修费中,有1500万用于纯故障排除,另2000万用于备件设备。资金全部来自欧核中心的成员国。詹姆斯?吉利斯现在寄希望于能将问题解决在预算范围内,“我们不会再向成员国要钱了。”

时至今日,LHC项目已耗资57亿英镑(约合80亿美元)。既然该庞然大物能与如此巨额的研发成本画上等号,它的科学价值不言而喻。然而公众关心的始终是:这价值是怎样影响着人类的明天?对于各界的翘首期望,LHC又将拿出什么来回馈?

何时得见成果现

常见的答案是粒子物理学家们给出的,其正确但不可捉摸———在自然界,有一种“最后的、传说中的”粒子,依据物理学标准模型的预言,它确实存在却从未被发现。它负责引导规范变换中的对称性自发破缺,因此是惯性质量的源头,称之为标准模型的基石,有了它的加入,不仅标准模型理论会检验和扩展到完美化,物质质量之谜也将随之揭开———这是要把任何一个人都说晕的话题。

简要地讲,LHC回报给科学的,其实是它的未知性。LHC的质子对撞能达到的无可企及高能态,几乎可与宇宙大爆炸后不久的情形相比,即是在实验室里重现当年的宇宙。依照预想,碰撞之后的产物里,有着科学家们寻觅物质起源的依据。但这次“模拟大爆炸”的规模前所未有,结果自然也无前例可循,它可能改变人类的明天,也或许几年之内都毫无建设。诚如一场科学的盛宴,菜肴丰富,但不知何时才开席,惟有等待。

来源: 科技日报

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