大型强子对撞机到底能不能撞出反物质和黑洞？

　　


　　大型强子对撞机（LHC）的启动游戏“玩”了3年。

　　欧核中心的这个大家伙在今年3月末实施了7万亿电子伏特的质子束流对撞，这场迄今最高能量的质子束流对撞试验，用于模拟137亿年前宇宙大爆炸之后的最初状态。而今距当日对撞已近一个月，人们对结果翘首以盼：究竟有没有撞出什么不寻常之物？上帝粒子？反物质？抑或小型黑洞？

　　据近日欧核中心官方网站、《新科学家》杂志及物理学家组织网对大型强子对撞机（LHC）的有关报道称，LHC上的巨大的超导环场探测器（Atlas）首战告捷，报告发现了W玻色子；而物理学家们以爱因斯坦场方程显示，LHC发生的高能对撞绝对可能会形成黑洞；至于揭去反物质这层神秘面纱，研究人员相信LHC实验，应是目前最有潜力的挑战者。

　　W玻色子：上帝粒子的影子

　　大型强子对撞机就像是科学界的巴别塔，地球人都知道它要寻找一种“上帝的粒子”。

　　“零自旋”的希格斯玻色子，之所以被认为非常重要，是因其惯性质量源头的身份：若该粒子出现，物质质量起源之谜也将会揭开；若该粒子不存在，理论上只能要求所有粒子无一例外，必须完全没有质量，这无疑与现行的实验观察相矛盾。

　　寻找它的方法是制造一个宇宙大爆炸发生后的模拟环境：比深空还要冷的温度、粒子接近光速的飞行、以及对撞机发出的强大能量。现在，LHC巨大的超导环场探测器（Atlas）首战告捷，在物理程序启动几天后，Atlas报告它首次发现了W玻色子。

　　希格斯玻色子已预计会衰变为W玻色子。因此，“W玻色子真的非常关键。”物理学家安德烈亚斯·霍克表示。领导Atlas研究团队的法比奥拉·吉亚纳蒂亦十分欣慰于W玻色子的出现迹象，这能使探测器快速认出新粒子，同时证明“大家伙”及其探测器都工作得很好。

　　W玻色子并非前所未见，在其他对撞机实验上早已露过脸。LHC的竞争对手——美国伊利诺伊州巴他维亚费米实验室2007年就曾对W玻色子进行了质量测量，降低了人们对希格斯玻色子质量的预测上限。但对于LHC来讲，它的探测器在尝试去发现新粒子之前，必须重新发现一次已经建立起来的这一个。

　　自3月30日LHC以7兆电子伏特开始碰撞以来，研究人员致力于对轻子和中微子的测定，因为W玻色子瞬间即会衰变成为轻子和中微子。目前，Atlas的热量计和μ子探测仪器已检测到轻子（无论正电子还是μ子）；中微子虽然不与探测器相互作用，但可以从衰变的总动量的不平衡推断出其存在。

　　根据爱因斯坦著名的质能方程（E=MC2），C为光速常量，为了找到大质量的粒子M，需要高能量E。如果在LHC模拟的极端状态下也无法找到希格斯玻色子，那么也许它根本就不存在，自然界本身毕竟要胜过所有实验与预测。

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