什么是大型强子对撞机？
世界上最大的原子对撞机，大型强子对撞机，在法瑞边界下形成一个17英里长（27公里）的环。（图像：{Max MixiLee布莱斯/CERN）“KDSPs”大Hadron Collider（LHC）是现代粒子物理学的奇迹，它使研究者能够深入现实。它的起源可以追溯到1977年，当时欧洲核子研究组织（CERN）前主任约翰·亚当斯爵士（Sir John Adams）建议修建一条地下隧道，可以容纳能够达到极高能量的粒子加速器，根据物理学家Thomas Schórner Sadenius在2015年发表的一篇历史论文， ，该项目在20年后，即1997年正式获得批准，在一个16.5英里长（27公里）的环上开始了建设，这个环穿过法瑞边界，能够将粒子加速到光速的99.99%，并将它们粉碎在一起。在这个环内，9300块磁铁以每秒11245次的速度引导着两个相反方向的带电粒子包，最后将它们聚集在一起进行正面碰撞。该设施每秒能产生约6亿次碰撞，喷射出难以置信的能量，偶尔还会喷射出一种奇异的、从未见过的重粒子。大型强子对撞机的运行能量是先前保持记录的粒子加速器费米实验室在美国退役的Tevatron “KDSP”的6.5倍。大型强子对撞机总共耗资80亿美元，其中5.31亿美元来自美国。来自60个不同国家的8000多名科学家合作进行了这项实验。加速器于2008年9月10日首次开启光束，碰撞粒子的强度仅为最初设计强度的千万分之一。 在开始运行前，有人担心新的原子粉碎机可能会破坏地球，可能是通过制造一个耗资巨大的黑洞。但任何一位著名的物理学家都会说，这种担心是没有根据的。 “大型强子对撞机是安全的，任何关于它可能带来风险的暗示都纯属虚构，”欧洲核子研究中心总干事罗伯特·艾玛过去曾对《生活科学》表示。 并不是说，如果使用不当，该设施不会有潜在的危害。如果你把手伸进光束中，光束将移动中的航空母舰的能量聚焦到小于一毫米的宽度，它会在光束中打一个洞，然后隧道中的辐射会杀死你。过去10年里， 的开创性研究 ，大型强子对撞机的两个主要实验，ATLAS和CMS，分别操作和分析它们的数据。这是为了确保两种合作都不会影响对方，并确保每一种合作都对其姐妹实验提供检查。这些仪器已经产生了2000多篇关于基本粒子物理许多领域的科学论文。 2012年7月4日，科学界屏息凝望，大型强子对撞机的研究人员宣布发现希格斯玻色子，这是一个有着50年历史的理论，被称为标准物理模型的最后一块拼图。标准模型试图解释所有已知的粒子和力（重力除外）及其相互作用。早在1964年，英国物理学家彼得·希格斯（Peter Higgs）就曾写过一篇关于现在以他的名字命名的粒子的论文，解释了宇宙中质量是如何产生的。 希格斯粒子实际上是一个渗透到所有空间的场，并拖拽着穿过它的每一个粒子。有些粒子在磁场中跋涉得更慢，这与它们较大的质量相对应。希格斯玻色子正是这一领域的一个体现，物理学家们已经追求了半个世纪。大型强子对撞机是为了最终捕获这个难以捉摸的采石场而建造的。最终发现希格斯粒子的质量是质子的125倍，彼得·希格斯和比利时的理论物理学家Francois Englert在2013被授予诺贝尔奖以预测它的存在。ge强子对撞机是由一位3D艺术家创作的。束管表示为透明管，反向旋转的质子束显示为红色和蓝色。（Daniel Dominguez/CERN） 即使有希格斯粒子在手，物理学家也不能休息，因为标准模型仍然有一些洞。首先，它不涉及引力，而引力主要被爱因斯坦的相对论所涵盖。它也不能解释为什么宇宙是由物质而不是反物质构成的，而反物质应该在时间开始时以大致相等的数量被创造出来。它对暗物质和暗能量完全沉默，而暗物质和暗能量在它诞生之初还没有被发现。 在大型强子对撞机启动之前，许多研究人员都会说，下一个伟大的理论是一个被称为超对称的理论，它在所有已知粒子中添加了相似但质量更大的孪生伙伴。其中的一个或多个重伙伴可能是构成暗物质的粒子的完美候选者。而且，超对称开始控制重力，解释了为什么它比其他三种基本力弱得多。在希格斯粒子被发现之前，一些科学家希望玻色子最终会和标准模型预测的略有不同，暗示着新的物理学。 但是当希格斯粒子出现时，它是异常正常的，正好在标准模型所说的质量范围内。虽然这对于标准模型来说是一个伟大的成就，但它却让物理学家们没有任何好的线索可以继续下去。一些人已经开始谈论过去几十年来追逐的理论，这些理论在理论上听起来不错，但似乎与实际观察不符。许多人希望大型强子对撞机的下一次数据采集运行将有助于清理其中的一些混乱。 大型强子对撞机于2018年12月关闭，进行两年的升级和维修。当它重新上线时，它将能够在能量稍微增加的情况下粉碎原子，但每秒的碰撞次数是原来的两倍。到时候会发现什么，谁也猜不到。已经有人在谈论一种更强大的粒子加速器来取代它，它位于同一区域，但大小是大型强子对撞机的四倍。这个巨大的替代品可能需要20年和270亿美元来建造。 额外的资源： 对大型强子对撞机进行虚拟巡演。阅读更多关于欧洲核子研究中心的科学知识。看看这组希格斯粒子图像
大对撞机是什么 大型强子对撞机简述
1、大型强子对撞机是粒子物理科学家为了探索新的粒子，和微观量化粒子的‘新物理’机制设备，是一种将质子加速对撞的高能物理设备，英文名称为LHC。
2、欧洲大型强子对撞机是现在世界上最大、能量最高的粒子加速器。大型强子对撞机坐落于日内瓦附近瑞士和法国的交界侏罗山地下100米深，总长17英里（含环形隧道）的隧道内。2008年9月10日，对撞机初次启动进行测试。
3、2019年8月1日，大型强子对撞机（LHC）的下一代“继任者”——高亮度大型强子对撞机项目的升级工作正在进行，亮度将提升5到10倍。
危险黑洞无处不在，大型强子对撞机想要制造的黑洞，会威胁到地球吗？
谈起黑洞，大家最开始想起的肯定是银河系中心知名的巨大品质黑洞。实际上大家的星系中充满了黑洞，仅仅他们相对性略小。大部分黑洞品质可能是太阳光的四五倍，他们的规格不大，视界半经大概只要12千米。可是星系中必定存有不计其数个黑洞，他们是极大恒星短暂性生命中难以避免的残留。黑洞，即使是非常较大的黑洞，在无垠的时上空也是也是十分细微的，如同极为细微的针眼。就算是较大的黑洞，或许是太阳质量的100亿倍左右，他们的视界也只有抵达木星的路轨，黑洞内的一切化学物质包含光都无法逃离。45亿千米或0.00047光年的距离。与星系的范围对比真是是小巫见大巫，星系的恒星构成很有可能超越超出10万光年太阳系中没有哪些胖子黑洞，这儿较大的黑洞仅有400万到500万只太阳质量，它埋伏在银河系中心周边，视界只比太阳的半径稍大一点她们的分析结果显示，产生黑洞需要的力量比之前测算的要少得多。此外，或许最少一部分是因为这种发觉，生物学家逐渐拥有一种新的隐患。她们担忧人工合成大中型强子对撞机提升了一种概率，这类概率会让可以吞食世界的黑洞导致不可磨灭的不良影响，就算这类概率十分十分细微。这一新闻让大家担忧，黑洞试验品牌形象地说，等同于让地球上间距太阳光更近因而危机四伏。根据欧洲地区核科学研究机构的大中型强子对撞机（LHC）上实现的试验，有可能开启外部经济黑洞与不确定性的毁灭性的不良影响。这种忧虑在大中型强子对撞机运行以前就产生了，LHC是一个在德国瑞士日内瓦周边地底产生的外径为8千米的环状网络加速器。黑洞是专家根据间接性观察的方式确认具有的一种独特星体，它以其强悍的吸引力、极大的摧毁工作能力、无所不在和无法立即测量的神密特点，一直以来遭受众多科学合理工作人员和天文爱好者的亲睐，而有关黑洞的科学研究，针对大家深层次开展深空探测、把握星体产生和演变规律性具备关键的实际意义。在超大尺度的宇宙环境下，有关黑洞的产生，如今的核心看法觉得，是与恒星的固有质量及其发展趋势演变紧密联系的。这里有2个品质极限值区段，决策着大品质恒星最后的归处。
强子对撞机产生微型黑洞是怎么回事
自己看看吧，望采纳据国外媒体报道，自从蒸汽机被发明以来，人类再一次研制出了在一些西方阴谋家眼中具备“摧毁地球”能力的科学机器，这就是大型强子对撞机（LHC）。令人惊讶的是，关于大型强子对撞机的要毁灭地球的每一个角落的谣言仍然广为流传，尽管在2008年启动以来，到目前为止已经过去了将近三年的时间。那为什么地球还没有被毁灭呢？西方阴谋家的解释为：这可能是该机器还没有达到全功率运行，而按计划，对撞机将在2014年进行这项实验。然而，各国的预言家在此前曾认为地球将在2008年9月当大型强子对撞机启动时被摧毁。这个关于“地球毁灭”故事源于大型强子对撞机的工作原理。粒子物理学家在对撞隧道内加速粒子并进行碰撞，产生出非常高的能量。这些粒子的质量开始卷曲，并小于史瓦西半径所要求的粒子质量。换句话说，就会形成了一个微小的黑洞。接着，这个似乎从潘多拉盒子中跑出的怪物开始一点点地吞噬周围的物质，并逐渐长大，直到最后将地球彻底吞掉。以上分析看似非常连贯，可为什么不可能发生呢？微型黑洞是不可信的。当一茶匙的中子星物质可能重达数百万吨。如果你由勇气从中子星上取出一点儿的材料，那后果根本无法用语言的形容。同理，同样也不能从黑洞中取出一小勺的物质。物理定律要求我们不能保持这些极端地区的物质的密度在脱离了极强引力压缩的范围，而这些引力压缩的强度相当于恒星级别的规模。假设物理学允许在较大维度条件下建立微观黑洞，那在普朗克尺度上，引力将变得更强。然而，并没有确凿的证据支持这个假说。当高能粒子发生对撞的时候，其能量将转化为热能，以克服电磁斥力的作用。对撞产生的热量会迅速消散，而且对撞粒子将会分裂成亚原子粒子，而不是由于对撞而融合在一起。欧洲大型强子对撞机之所以进行加速粒子对撞实验，其目的就是试图模拟宇宙大爆炸时的场景，这也是大质量恒星内部环境所不能比拟的。假设中的微小黑洞不会吞噬地球。虽然在黑洞的事件视界内存在着无限的神秘感和几乎不可知的现象，但是在事件视界之内，目前已知的物理定律还是可起作用的。而一个黑洞所具有的质量所对应的其所产生的引力范围，也就是说，黑洞的引力也服从二次方反比例定律，就像其他的天体一样。微型黑洞的结构组成对其引力产生影响。比如1000个经过超压缩的质子，其就比它的史瓦西半径（10的-18次方米）要来得大。所以，从这点出发，微型黑洞无法消耗更多的外界物质，除非微型黑洞能够克服其他物质间的相互作用力，换句话说，在量子物理学中，引力是最弱的力。物理学家经过计算表明：如果地球的密度和固态的铁一样，且假想中的微型黑洞做直线运动，在每隔200公里的的区间内不太可能遇到另一个原子核。而之所以用原子核进行类比，这是因为我们假想中的微型黑洞非常小，并不是今天看到的具有数千万倍太阳质量的超大型黑洞，这里值得微型黑洞只在量子力学尺度上进行描述，而且量子效应在其中具有重要的作用。如果假设中的黑洞非常巧合地进行了200公里的直线运动，那它可能会遇到到一个原子核，不幸的是，这个原子核的直径应该比微型黑洞大至少1000倍。现在情况就很明朗了，一个小个头的黑洞遇到一个比自己大千倍的原子核，我们也不希望这个黑洞可以一口气吞下这个原子核，只是小黑洞会慢慢地“有力咀嚼”这个拦路的原子核，并且这个过程中，小黑洞还要克服强大的核力作用。我们进一步假设这个小黑洞有足够的勇气从地球的一边穿到另一边，期间可能遇到100个类似的情况，而当小黑洞到达地球的另一端时，可能也会仍然保持着其“较好的体型”，比如的体积上还存在着完整的结构和秩序，但是，这时候的小黑洞的大小比一个未被压缩的质子还要小。这时候，关于微型黑洞的关键性问题仍然被遗留了下来。如果我们可以挤压多个带正电荷的质子到如此小的空间中，其产生的结果是不言而喻的，应该就是一次爆炸，这个时候电磁力在量子尺度上远远超过了引力。同理，我们将一个等效数量的电子也挤到这样小的空间中，其结果也是一样的，但是这需要令人难以置信的微调能力。在上述过程中，自然界中还存在着比对撞机产生的更大的能量释放，就像在地球的高层大气中，宇宙的射线粒子不断地撞击着大气，根据高中物理学的知识，我们知道相同的速度下，两辆车迎面对撞所产生的结果应该比一辆车直接撞墙来得惨烈，而两辆车对撞所产生的能量是一辆车产生能量的两倍。这也说明了在自然界中发生在我们身边的高能物理现象并没有对我们造成任何影响，而这些宇宙射线的能量可高达数百电子伏特，并且宇宙射线对高层大气的碰撞效应所释放的能量是大型强子对撞机粒子碰撞所产生能量的50倍。而针对微小黑洞在从地球的一边穿过到另一边时，在质量上并没有出现明显的增加的事实，大型强子对撞机阴谋论的理论家认为：当粒子发生高速对撞的时候，会产生合并现象，最后合并的粒子完全停止，它们会跌落往地球的中心，并且逐渐降低的动量使得这些合并粒子很难达到地球的另一边。对于这个解释，明显是不符合物理定律逻辑的，由大型强子对撞机对撞的过程是将两端粒子加速到光速，每秒三十万公里的速度进行迎头对撞，这些实验粒子在对撞的过程中顷刻变成碎片，并不会合并成一个更大的粒子，而且光速对撞所产生的碎片具有的速度很容易达到地球的逃逸速度，即海平面上每秒11.2公里，第二宇宙速度。
杨振宁反对中国建造大型强子对撞机，这是为什么？
中国计划建造环形正电子对撞机(CEPC)，这是一个粒子加速器，将超过欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)。至于是否要建立CEPC, cas成员对此意见不一，以院士代表杨振宁为代表的院士目前并不支持CEPC的建设。那么为什么杨振宁现在反对中国建造新一代对撞机呢?虽然杨振宁已不再是物理学研究的前沿，但作为世界上最有成就的物理学家，他的观点值得我们学习。对于反对的原因，杨振宁写了一篇专文，主要有以下几点:杨振宁为什么不支持中国200亿美元的大型对撞机?首先，rCA的构建成本很高。根据在美国和欧洲建造粒子加速器的经验，建造它将花费200亿美元。虽然其他国家可能会参与该项目，但大部分投资肯定是在中国方面。在RDR完成后，它将需要持续的维护，这将是一个无底洞的成本。大型强子对撞机远远超出了预算。新的大型对撞机是一个资金黑洞，吞噬着研究资金，挤出了其他科学领域。此外，中国迫切需要在教育、环境保护等领域加大投资。我国更适合将资金用于环正电子对撞机的民生建设。RDR的价值不一定相等。在大型强子对撞机发现希格斯玻色子之后，现代物理学已经有很长一段时间没有取得重大突破。如果没有更有效的理论来指导，即使是更强大的粒子加速器也很难做出重大发现。但要明确的是，杨振宁只是反对中国现在建造大型对撞机。在未来条件合适的时候，杨振宁支持中国建造大型对撞机。就目前而言，物理学的未来很可能是粒子加速器，更大的对撞机肯定会建成。只有对物质的结构有了更深刻的理解，人类才能更好地理解宇宙的本质。
大型强子对撞机打破能量记录，粒子束获得了多少能量？
经过全新升级的大型强子对撞机，在经过三年的暂停升级后重新启动。经过升级改进后的大型强子对撞机，在准备阶段的测试，粒子束能量就打破了以往的记录。大型强子对撞机在测试任务中，首次将质子束能量提升至6.8兆电子伏（6.8TeV），而之前的最高纪录为6.5TeV。通过让更高能量的粒子发生碰撞，能够通过粒子之间的相互作用，产生特殊粒子散射，帮助物理学家发现更多未知的粒子。大型强子对撞机重启：大型强子对撞机重启后，可以将质子束的能量提升至6.8TeV，听起来这是一个非常大的能量，但是从动能考虑，1TeV的动能约等于蚊子飞行时产生的动能，6.8TeV，也就是七只蚊子的动能。从宏观世界来看，七只蚊子的动能微不足道，是一个非常小的能量，但是对于微观粒子，这是一份难以置信的能量，可以产生非常强大的加速度。作为人类创造的机器，大型强子对撞机是非常极限的探索方式，能够让粒子物理学家发现很多从未见过的粒子和物理现象。大型强子对撞机，也让物理学家发现了很多理论上的粒子，从而证实了很多理论。大型强子对撞机在运行过程中，需要在内部发生微观粒子的碰撞，随着能量的增加，粒子束碰撞所产生的瞬间热量，甚至高于太阳内部的温度。科学家希望可以进一步提高粒子束的能量，让撞击时的温度更高，甚至“熔化”质子和中子，让科学家得到内部夸克的等离子体。大型强子对撞机为何会受到反对？大型强子对撞机似乎可以探索到世界最为本源的秘密，通过给予粒子束更强大的能量，让粒子束拥有更多动能，就可以得到更多隐藏的粒子。大型强子对撞机在刚开始工作时，很多科学家称大型强子对撞机像一个“粒子动物园”，粒子束的撞击，就像是动物园的大门全部打开，各种各样稀奇古怪的动物出现。但是随着大型强子对撞机实验的进行，加速粒子束需要的能量越来越多，进行无数次实验，也无法得到全新的粒子，因此只能继续增加能量，从而形成无尽的循环。大型强子对撞机发现“上帝粒子”希格斯玻色子后，粒子物理学的标准模型基本完善。大型强子对撞机也成为最昂贵的科学仪器。科学家后续希望利用大型强子对撞机发现额外维度，寻找粒子更深的秘密，但这些还缺少系统的理论支持。目前大型强子对撞机能够给予粒子束的能量还非常少，不会对地球造成影响，但是粒子束需要的能量越来越多，人类就需要建造更大的大型强子对撞机，因此很多科学家称该项目是一个“无底洞”，与其耗费大价钱在微观世界，不如探索宏观宇宙。从长远来看，大型强子对撞机未来的收益也会出现指数降低，加速粒子束需要的能量会越来越多，突破瓶颈需要的时间会越来越长，而实际得到的科学收益会越来越低。除非人类摆脱对化石燃料的能源依赖，进入到新能源时代，否则大型强子对撞机的瓶颈终究无法突破。而随着粒子束能量的增加，大型强子对撞机的风险也会提高，从理论上来看，如果将宇宙级别的能量施加到粒子上，粒子撞击可能会诞生出另一个“子宇宙”。总结：大型强子对撞机经过三年的升级，在测试阶段就成功打破了以往的记录。虽然提升的能量并不多，但对于微观粒子，少量能量或许就可以引发质变。大型强子对撞机已经为我们带来了“上帝粒子”的惊喜，经过三年的升级，大型强子对撞机或许可以在实验中，发现更多未知的粒子，甚至帮助科学家发现额外维度的确凿证据。
为什么大型强子对撞机不能给粒子注入更多的能量？
当两个质子束在环形隧道中沿着反方向运动的时候，强大的电场使它们的能量急剧增加。这些粒子每运行一圈，就会获得更多的能量。要保持如此高能量的质子束继续运行需要非常强大的磁场。这么强的磁场是由冷却到接近绝对零度的超导电磁体产生的。物理学家们最希望建造的是一个30公里长的机器，它能以至少5千亿电子伏的能量将电子和正电子一起粉碎。大型强子对撞机利用数千个种类不同，型号各异的磁体，给该加速器周围的粒子束指引方向。这些磁体中包括15米长的1232双极磁体和392四极磁体，1232双极磁体被用来弯曲粒子束，392四极磁体每个都有5到7米长，它们被用来集中粒子流。在碰撞之前，大型强子对撞机利用另一种类型的磁体“挤压”粒子，让它们彼此靠的更近，以增加它们成功相撞的机会。这些粒子非常小，让它们相撞，就如同让从相距10公里的两地发射出来的两根针相撞一样。在粒子入射到主加速环之前，会先经过一系列加速设施，逐级提升能量。其中，由两个直线加速器所构成的质子同步加速器 （PS）将产生50 MeV的能量，接着质子同步推进器 （PSB）提升能量到1.4GeV。而质子同步加速环可达到26 GeV的能量。低能量入射环（LEIR）为一离子储存与冷却的装置。反物质减速器 （AD）可以将3.57 GeV的反质子，减速到2 GeV。最后超级质子同步加速器(SPS）可提升质子的能量到450 GeV。只需要10-7总粒子能量便可以使超导磁铁脱离超导态，而丢弃全部的加速粒子可相当于一个小型的爆炸。
大型对撞机的作用
大型强子对撞机：是现在世界上最大、能量最高的粒子加速器，是一种将质子加速对撞的高能物理设备，即利用磁场将粒子加速到接近光速的极大速度，再去轰击其他粒子，以将本来难以分割的微小粒子碎列开来，以研究其内部结构及性质的庞大装置，作为国际高能物理学研究之用。
大型强子对撞机将两束质子分别加速到7万亿电子伏特的极高能量状态，并使之对撞，其能量状态可与宇宙大爆炸后不久的状态相比，粒子物理学家将利用质子碰撞后的产物探索物理现象。
世界上最高的对撞机是哪个国家的？
世界上能量最高的对撞机是欧洲大型强子对撞机。大型强子对撞机是粒子物理科学家为了探索新的粒子，和微观量化粒子的‘新物理’机制设备，是一种将质子加速对撞的高能物理设备，英文名称为LHC(Large Hadron Collider)。欧洲大型强子对撞机是现在世界上最大、能量最高的粒子加速器。大型强子对撞机坐落于日内瓦附近瑞士和法国的交界侏罗山地下100米深·总长17英里（含环形隧道）的隧道内。2008年9月10日，对撞机初次启动进行测试。过程及目的建造过程和探索微观粒子的目的大型强子对撞器，英文名称为LHC（Large Hadron Collider）是一座位于瑞士日内瓦近郊欧洲核子研究组织CERN的粒子加速器与对撞机，作为国际高能物理学研究之用。地理坐标为北纬46°14′00″，东经6°03′00″46.23;6.05，LHC已经建造完成。大型强子对撞机将是世界上最大、能量最高的粒子加速器，来自大约80个国家的7000名科学家和工程师。由40个国家建造。是一种将质子加速对撞的高能物理设备。它是一个圆形加速器，深埋于地下100米，它的环状隧道有27公里长，坐落于在瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心（又名欧洲粒子物理实验室），横跨法国和瑞士的边境。为了节省成本，物理学家们没有开凿一条昂贵的新隧道来容纳新的对撞机，而是决定拆掉原来安置在欧洲原子核研究中心的正负电子加速器，代之以建造大型强子对撞机所需要的5万吨设备。当两个质子束在环形隧道中沿着反方向运动的时候，强大的电场使它们的能量急剧增加。这些粒子每运行一圈，就会获得更多的能量。要保持如此高能量的质子束继续运行需要非常强大的磁场。这么强的磁场是由冷却到接近绝对零度的超导电磁体产生的。物理学家们最希望建造的是一个30公里长的机器，它能以至少5千亿电子伏的能量将电子和正电子一起粉碎。目前；对撞机已经发现了‘希格斯粒子希格斯玻色子的存在，升级后发现‘夸克奇异重子’五种夸克的‘味变’集合体存在，改造升级能量的加大还会‘探索发现’超对称粒子和希格斯耦合粒子与粒子的额外维相存在。设备结构LHC是一个国际合作的计划，由34个国家超过两千位物理学家所属的大学与实验室所共同出资合作兴建的。LHC包含了一个圆周为27公里的圆形隧道，因当地地形的缘故位于地下50至150米之间。这是先前大型电子正子加速器（LEP）所使用隧道的再利用，隧道本身直径三米，位于同一平面上，并贯穿瑞士与法国边境，主要的部分大半位于法国。虽然隧道本身位于地底下，尚有许多地面设施如冷却压缩机，通风设备，控制电机设备，还有冷冻槽等等建构于其上。加速器通道中，主要是放置两个质子束管。加速管由超导磁铁所包覆，以液态氦来冷却。管中的质子是以相反的方向，环绕着整个环型加速器运行。除此之外，在四个实验碰撞点附近，另有安装其他的偏向磁铁及聚焦磁铁。LHC加速环的四个碰撞点，分别设有五个侦测器在碰撞点的地穴中。其中超环面仪器（ATLAS）与紧凑渺子线圈（CMS）是通用型的粒子侦测器。其他三个（LHC底夸克侦测器（LHCb），大型离子对撞器（ALICE）以及全截面弹性散射侦测器（TOTEM）则是较小型的特殊目标侦测器。研究历史1994年，大型强子对撞机项目立项后，林恩·埃文斯理所当然地就成为了这个耗资百亿美元的项目的负责人。对撞机从设计到建造，都由他全权负责。14年后，在瑞士和法国交界地区地下100米深处的周长为27公里的环形隧道里，埃文斯和全球80多个国家近万名科学家的心血结晶——大型强子对撞机正式建成。在2005年10月25日，因为起重机载货的意外掉落，造成一位技术人员的丧生。2007年3月27日，由费米实验室所负责建造，一个用于LHC内部的三极低温超导磁铁（属于聚焦用四极磁铁），因为支撑架的设计不良，在压力测试时发生破损。虽然没有造成人员的伤亡，但是却严重影响了LHC开始运作的时程。2008年6月15日，在埃文斯的退休仪式上，这6位主任纷纷亲自出面或通过视频向他致以敬意。他们还联合签署了一份文件，将大型强子对撞机以林恩·埃文斯的名字命名，并制作了一个对撞机偶极子的小模型赠送给埃文斯。2008年9月10日，对撞机初次启动进行测试。埃文斯将手指放在鼠标上，亲自点击启动了首次测试。这次测试是研究人员将一个质子束以顺时针方向注入到加速器中，让其加速到99.9998%光速的超快速度，从而使此质子束在全长27公里的环形隧道中以每秒11245圈的速度狂飙。这一幕通过网络视频向世界进行了直播，还有300多名记者来到此实验室目睹测试过程。2008年9月19日，LHC，第三与第四段之间，用来冷却超导磁铁的液态氦，发生了严重的泄漏。据推测是由于联接两个超导磁铁的接点接触不良，在超导高电流的情况下融毁所造成的。依据CERN的安全条例，必需将磁铁升回到室温后详细检查才能继续运转，这将需要三到四周的时间。要再冷却回运作温度，也是得经过三四周的时间，如此正好遇上预定的年度检修时程，因此要开始运作将可能延迟至2009年春天。2008年10月16日，CERN发布了关于液态氦泄漏事件的调查分析，证实了先前推测的为两超导磁铁间接点不良所造成的。由于安全条例确实地实行、安全设计皆有正常工作、并且替换用的零件都有库存，预期2009年6月重启。运行状况2008年9月10日下午15：30正式开始运作，成为世界上最大的粒子加速器设施。2008年9月19日，LHC第三与第四段之间，用来冷却超导磁铁的液态氦，发生了严重的泄漏，导致对撞机暂停运转。自大约80个国家的7000名科学家和工程师参与了该项目。60余名中国科学家（其中近四十人为台湾科学家）参与强子对撞机实验。四个主要实验均有中国科研单位和高校参与，分别为：中科院高能物理研究所、中国科技大学、山东大学、南京大学参与ATLAS实验；中科院高能物理研究所、北京大学参与CMS实验；华中师范大学参与ALICE实验；清华大学参与LHCb实验。技术原理大型强子对撞机（LHC）是欧洲粒子物理研究所(CERN）的加速器复合体的最新补充。在这个加速器里面，2束高能粒子流在彼此相撞之前，以接近光速的速度向前传播。这两束粒子流分别通过不同光束管，向相反方向传播，这两根管子都处于超高真空状态。一个强磁场促使它们围绕那个加速环运行，这个强磁场是利用超导电磁石获得的。这些超导电磁石是利用特殊电缆线制成的，它们在超导状态下进行操作，有效传导电流，没有电阻消耗或能量损失。要达到这种结果，大约需要将磁体冷却到零下271℃，这个温度比外太空的温度还低。由于这个原因，大部分加速器都与一个液态氦分流系统和其他设备相连，这个液态氦分流系统是用来冷却磁体的。大型强子对撞机利用数千个种类不同，型号各异的磁体，给该加速器周围的粒子束指引方向。这些磁体中包括15米长的1232双极磁体和392四极磁体，1232双极磁体被用来弯曲粒子束，392四极磁体每个都有5到7米长，它们被用来集中粒子流。在碰撞之前，大型强子对撞机利用另一种类型的磁体“挤压”粒子，让它们彼此靠的更近，以增加它们成功相撞的机会。这些粒子非常小，让它们相撞，就如同让从相距10公里的两地发射出来的两根针相撞一样。这个加速器、它的仪器和技术方面的基础设施的操作器，都安装在欧洲粒子物理研究所控制中心的同一座建筑内。在这里，大型强子对撞机内的粒子流将在加速器环周围的4个区域相撞，这4个区域与粒子探测器的位置相对应。工作流程两个对撞加速管中的质子，各具有的能量为7 TeV（兆兆电子伏特），总撞击能量达14 TeV之谱。每个质子环绕整个储存环的时间为89微秒（microsecond）。因为同步加速器的特性，加速管中的粒子是以粒子团（bunch）的形式，而非连续的粒子流。整个储存环将会有2800个粒子团，最短碰撞周期为25纳秒（nanosecond）。在加速器开始运作的初期，将会以轨道中放入较少的粒子团的方式运作，碰撞周期为75纳秒，再逐步提升到设计目标。在粒子入射到主加速环之前，会先经过一系列加速设施，逐级提升能量。其中，由两个直线加速器所构成的质子同步加速器（PS）将产生50 MeV的能量，接着质子同步推进器（PSB）提升能量到1.4GeV。而质子同步加速环可达到26 GeV的能量。低能量入射环（LEIR）为一离子储存与冷却的装置。反物质减速器（AD）可以将3.57 GeV的反质子，减速到2 GeV。最后超级质子同步加速器(SPS）可提升质子的能量到450 GeV。LHC也可以用来加速对撞重离子，例如铅（Pb）离子可加速到1150 TeV。由于LHC有着对工程技术上极端的挑战，安全上的确保是极其重要的。当LHC开始运作时，磁铁中的总能量高达100亿焦耳（GJ），而粒子束中的总能量也高达725百万焦耳（MJ）。只需要10?7总粒子能量便可以使超导磁铁脱离超导态，而丢弃全部的加速粒子可相当于一个小型的爆炸。
危险黑洞无处不在，大型强子对撞机想要制造的黑洞，会威胁地球吗？
在宇宙中黑洞确实是“无处不在”，有恒星、有星团的地方可能就会存在黑洞，因为黑洞是大质量恒星死亡坍缩后的尸体，而我们对黑洞的定义也十分简单，指的就是：光线也无法从事件视界面逃脱的空间区域。 恒星级黑洞、大质量黑洞 黑洞其实是爱因斯坦广义相对论的一个解，当一个质量物质半径足够小、密度足够大，就会极度扭曲周围的时空，使得光线的速度都无法达到它表面引力所需要逃逸速度，因此黑洞是一个不发出、反射任何辐射的黑体，因此称为黑洞。 我们一般认为的黑洞有恒星级黑洞和大质量黑洞（中等质量、超大质量），恒星级黑洞顾名思义就是由恒星死亡后直接形成的黑洞，一般质量在3.8倍太阳质量到数百倍太阳质量，而中等质量黑洞，一般在数百倍到10万倍太阳质量之间，超大质量黑洞在10万倍太阳质量以上，这里需要说一下，目前宇宙中最小质量黑洞的质量还不是很确定。 例如：GRO J0422+32，这是一个双星系统，其中就存在一个质量非常小的黑洞，有人说它的质量是2.2倍太阳质量，但也有人说是4倍，目前并没有定论。而且，我们也认为两颗中子星的碰撞也有可能形成小质量黑洞，在宇宙中中子星的数量要远远超过黑洞的数量，并且双星中子星的也很常见，虽然中子星的合并、碰撞事件发生的几率很小，在一个星系中每10000到10万年左右发生一次，但是宇宙的年龄有138亿年，在其 历史 中可能已经存在了数万亿个星系，所以从整个宇宙的尺度来看，中子星的碰撞还是很常见的。 虽然单个中子星质量在1.3倍到2.17倍太阳质量，不足以形成一个黑洞，但是中子星在碰撞的过程中也极有可能在超新星爆发中形成一个质量更小（2倍左右太阳质量）的黑洞，银河系从诞生到现在可能已经发生了大约10万到100万个中子星合并的事件！所以我们未来有望在自己的星系发生更小的黑洞。 恒星级黑洞说完了，现在再简单提下宇宙中的大质量黑洞，不管是中等质量还是超大质量，这样的黑洞再在宇宙范围内也十分普遍，他们大多存在于星系的中心，例如：银河系中心就有一个400万倍太阳质量的黑洞，M87星系中心黑洞质量足有65亿倍太阳质量（也就会获得照片的那个黑洞）、而目前我们所知宇宙中质量最大的黑洞是距离我们104亿光年的TON618，质量有660亿倍的太阳质量！ 但是目前我们所知的最大质量恒星是大麦哲伦星系中狼蛛星云R136恒星形成区域里的R136a1，它的质量有265倍太阳质量，但这样的恒星也不足以一次性形成超大质量黑洞。那么宇宙中的超大质量黑洞是怎么形成的？ 其实，超大质量黑洞的形成也是来自恒星级黑洞，目前我们认为这些恒星级黑洞会再漫长的岁月中通过合并、吸积逐渐演化成超大质量黑洞，但是这个模型也存在一定的问题，因为黑洞成长的速度太慢，可能不足以解释宇宙中现存的一些超大质量黑洞。这个问题就留给科学家去解释吧。 除了以上的黑洞，我们应该还听说过微型黑洞 微型黑洞的概念是在上世纪70年代被提出来的，一些人认为，在宇宙早期高温、致密的状态下，如果物质密度在非常小的尺度上存在不均匀现象，也就是这个极小区域的密度高于平均密度的68%，那么在这些小尺度上就会在引力的作用下形成微型黑洞。 如果这件事真的发生了，那么我们的宇宙就会充满微型黑洞。但事实证明这是不可能发生的，因为我们通过观察微波背景辐射大尺度到小尺度上的波动发现，不管在哪个尺度上，最大的波动没有达到惊人的68%，而是只有微小的0.003%，这样的微小波动远不足以在宇宙的早期形成原始黑洞，更不会形成微型黑洞。而0.003%的波动其实就是我们现金宇宙中所有物质结构的种子。那么宇宙不可能存在原始的微型黑洞，但是有人又提出了大型强子对撞机可以创造出微型黑洞？ 大型强子对撞机能否创造微型黑洞？ 我们知道想要形成黑洞，必须在局部空间内拥有十分大的能量密度。也就是说，要么能量非常大，要么尺度非常小。而大型强子对撞机的碰撞能量在13- 14 TeV，由于宇宙空间存在的最小尺度是普朗克尺度：1.6x10^-33厘米。所以这样的能量，在这样的尺度下是不足以形成黑洞的。 如果想要在大型强子对撞机中形成黑洞，就必须要有更小的额外尺度的存在，因为更高维度的空间在更小的尺度上引力增加的幅度会比三维空间中的大。虽然我们目前无法证明是否存在额外维度，但我们可以确定在现实宇宙中高能量的碰撞是不会产生微型黑洞的。而且就算产生也不会有任何不良的影响。 如果你认为是大型强子对撞机的能量太小不能产生微型黑洞，未来如果我们建造更强大的对撞机可能会产生微型黑洞，并对地球造成威胁。那么我们可以参考下宇宙射线对地球的轰击。 我们知道宇宙射线来自于宇宙中一些超高能的天体事件，例如黑洞物质喷流、超新星爆发、中子星合并，这些事件所产生的质子能量可以达到惊人的5×10^10 GeV（或5×10^19 eV)，这个能量是我们所探测到宇宙射线中质子的最高能量，也是宇宙中带电粒子所能携带的能量极限。比大型强子对撞机中的质子能量高了1亿倍。 这些高能质子在地球的 历史 中一直在轰击我们大气层，但地球在数十亿年间一直好好的，并没有被黑洞吞噬。 如果真的存在合适的额外维度，并且在大型强子对撞机质子-质子的碰撞能量13- 14 TeV下产生了一个微型黑洞，那么根据质能方程，这个黑洞的质量只有5 x 10^-20克。而霍金辐射告诉我们，黑洞质量越小蒸发的越快，这个质量的黑洞会在极短的10^-23秒蒸发掉，这个时间已经小到不足以对我们产生任何影响。 总结一下 额外尺度是否存在，现在也是我们物理学研究的一个重要课题，而微型黑洞的产生就必须依赖于额外尺度。也许额外尺度存在，在高能量的碰撞下，确实产生了微型黑洞，但是鉴于宇宙射线对我们地球长达数十亿年的轰击，也没有产生任何可观测效应，所以我们认为微型黑洞是无害的。 未来我们还可以继续将人类对撞机的能量往上提，以解开宇宙更多的未知秘密。 危险黑洞无处不在，大型强子对撞机想要制造的黑洞，会威胁地球吗？ 黑洞是科学家们通过间接观测的方法证实存在的一种特殊天体，它以其强大的引力、巨大的吞噬能力、无处不在和难以直接观测的神秘特性，一直以来受到广大科学工作者和天文爱好者的青睐，而关于黑洞的研究，对于人们深入进行深空探测、掌握天体形成和演化规律具有重要的意义。 黑洞的形成 在大尺度的宇宙空间背景下，关于黑洞的形成，现在的主流观点认为，是与恒星的固有质量以及发展演化密不可分的。这里有两个质量极限区间，决定着大质量恒星最终的归宿。 第一是钱德拉塞卡极限 ，相当于1.4个太阳质量。当恒星的质量超过这个极限时，在其演化的末期，由于内部物质在核聚变过程中的消耗量逐渐加大，内聚力相应减弱，而向外的辐射压力仍大于来自内核的引力作用，所以 恒星表面向外层持续膨胀，温度逐渐降低，逐渐形成红超巨星。而红超巨星内部仍然进行着核聚变反应，不过强度仍然在缓慢地下降，当向外的辐射压力不能抵抗来自内核的引力作用时，恒星将会发生塌缩。而在巨大的重力作用下，组成恒星物质的电子之间的相互斥力－电子简并压不能支撑这种巨大的压力，那么，原子核外的电子将会被压进原子核的内部，与质子结合形成中子，于是形成中子星。 第二是奥本海默极限， 相当于3.2个太阳质量。当恒星的质量超过这个极限时，在其演化的末期，其由于自身质量非常巨大的原因，恒星自身重力所引发的向内压力非常巨大，就连被压进原子核内形成的中子，相互之间的斥力也无法抵抗这个巨大的压力，塌缩就会无限制地向核心进行下去，中子于是在这种无比巨大的压缩力作用下被压得粉碎，最终产生了体积无限小、密度无限大的黑洞。 微型黑洞是否存在 刚才我们分析的是宇宙中可以被间接观测到的大型黑洞的形成过程。但是，天体物理学家们在进行宇宙天体基本特征和运行规律时发现，按照万有引力定律，人们计算出来的恒星质量，也就是引力质量，与通过一个星系中恒星数量计算出来的光度质量之间，存在着一定的差异，即使反复修正运行模型和校正模拟参数，这两个质量之间似乎总是存在着一个无法逾越的鸿沟。 于是科学家们提出了“微型黑洞”的猜想，主要观点就是随着宇宙大爆炸的进行，可能存在着许多能量密度非常大的微小区域，足以克服宇宙向外的膨胀力，当这个微小区域的能量密度比周围区域明显高出许多时（68%以上），就会发生剧烈的塌缩现象，从而形成一个质量和密度非常大的奇点，成为“微型黑洞”的中心。 而关于微型黑洞是否存在，科学家们已经从理论上进行了证实。但是，在宇宙膨胀到如今的阶段，人们在可观测到宇宙之内，通过大尺度的宇宙背景温度的观测和分析，并没有发现剧烈的温度波动情况的发生，而区域能量密度的高低，会直接影响着微波辐射过程中的温度波动，因此，通过观测分析，并没有发现微型黑洞存在的证据，也就是说在现有的宇宙膨胀尺度效应下，自然状态形成微型黑洞缺乏存在的基础。 大型强子对撞机可以制造出黑洞吗 为了寻找现实世界中新的粒子以及微观下的量化粒子，人们制造了可以对质子进行强加速的设备，其主要原理是利用强磁场，将两速高速粒子流进行对撞，在高速对撞过程中将质子进行粉碎，可能会形成新的微观粒子，而这些微观新粒子很难进行直接观测，于是科学家们根据反应过程，研究得出最终的末态稳定粒子的分布图，继而根据这个末态稳定粒子的分布状况，来反推中间发生的物理变化过程，如果有中间态的新粒子在反应中发生，那么就会体现到粒子的分布图上，形成一个“共振峰”，科学家们根据这个共振峰的形态推导出新粒子的质量和寿命周期。通过大型强子对撞机，科学家们先后捕捉到了夸克、W色子、Z色子和希格斯玻色子，进一步丰富了物理学的标准模型。 正是由于在大型强子对撞机实验中，能够形成世大的能量密度集中的微小区域，因此或许可以引发周围微小区域的空间塌缩，形成一种类似黑洞性质的“微型黑洞”，但是这个黑洞不可能会产生宏观宇宙意义上的黑洞，因为无论是从质量还是从能量上看，大型强子对撞击机还远远达不到要求。根据科学家们的测算，如果要形成宏观意义上的黑洞，所需要的能量要比输入大型强子对撞击机的能量总和还要高出几十亿倍。 退一万步讲，假如真的通过大型强子对撞击机可以制造出微观粒子级别的微型黑洞，那么对地球和人体也是没有任何影响的。主要原因有两个方面： 一是黑洞的引力密度问题。 黑洞之所以能够吞噬周围靠近的任何物质，表面上看是因为它的强大引力，但是实质上应该是引力密度。而一个微观粒子级别的微型黑洞，其视界直径只能是纳米级别甚至还要低许多个数量级，虽然有较大的引力，但是在巨大的空间曲率条件下，人体的微观结构根本不会改变。 二是黑洞的蒸发问题。 按照霍金的理论，对于黑洞来说，量子空间会被其周围强引力场所极化，黑洞有很强的倾向去捕获反粒子，而在吞噬反粒子的过程中，正粒子会发生能量跃迁，可能使一部分粒子的运动距离大于视界半径，从而挣脱黑洞引力的束缚，于是黑洞损失了能量，也相应损失了质量。这其实是一种形象化的设定，通过黑洞蒸发也就是辐射出去的物质，应该是光子而不是粒子，但是黑洞的质量随着蒸发的进行会发生亏损这已经是不争的事实。研究表明，越是质量小的黑洞，其温度越高，能量和质量损失速率就快。 总结一下 即使大型强子对撞机制造出微型黑洞，由于其质量非常小，其“蒸发”的时间也是非常短暂的，根据计算公式T＝(520π*G^2 *M^3)/(h*C^4 )可以看出，这个时间与黑洞质量的立方呈正比。我们可以计算如 汽车 质量大小的黑洞，其蒸发时间在0.1秒左右，而如人体质量大小的黑洞，其蒸发时间在0.01秒左右。因此，对于强子对接机“制造”出来质量更小的黑洞，刚产生也会立即蒸发掉，根本不会对地球产生任何影响。 一日之棰，日取其半，万世不竭 中国古人这一哲学思辨的背后，蕴含着“物质无限可分”的思想，在同时期的西方世界，哲学家德莫克里克特认为， 世间万物都是由名为“原子”的实心微粒组成的 。 1919年，物理学家卢瑟福通过轰击金箔，发现原子并不是实心微粒，而是由原子核与电子组成的，而 原子核又能细分为质子和中子 。 在今天的物理学最前沿，物质的最小组成单位是夸克， 以及还未得到证明的“弦” ，但今天的物理学家们和他们的前辈一样，仍然不知道物质是否无限可分。 在 探索 “世间最渺小之物”的路上，物理学家们发明了对撞机，这种直线亦或者环形的科学设备，可以将亚原子粒子加速到接近光速的水平，并且还能让它们在高度真空的管道中发生碰撞。 现如今地球上最强大的对撞机 是位于瑞士和法国交界处的大型强子对撞机（LHC），这个位于地下100米身处的大科学设备，总长27公里，每次运行时， 都有两座核电站为它提供电力 ，但对今天的物理学界来说，LHC的功率还是太小了。 2013年，LHC发现希格斯玻色子后，就已经“黔驴技穷”了，因为它的功率不足以，让物理学家对希格斯玻色子进行下一步研究。 于是乎，为了更进一步探究物质的本质，高能物理学家们开始四处游说， 希望找一个或者几个国家来建造新的大对撞机。 除了欧洲之外，日本的ILC以及我国的CEPC，也属于下一代对撞机 得益于去年杨振宁和王贻芳的“对撞机之争”，如今很多人都明白了对撞机的作用，也深刻体会到了对撞机的造价昂贵，但关于对撞机还有一点，是很多人和物理学家都忽视的， 那就是它和黑洞的关系。 2008年，欧洲大型强子对撞机开机之前，曾有人担心对撞瞬间的巨大质能会生成“微型黑洞”，进而吞噬整个地球，但物理学家一致认为，LHC的功率尚不足以撞出黑洞。 那么未来的超级对撞机能撞出黑洞吗？ 这个问题目前还没有答案。 在科幻小说《三体》中，人类用天文尺度大小的“环日加速器”，才生成了一个微型黑洞。而在现实世界，未来的超级对撞机如果撞出黑洞，物理学家们只能求霍金了。 然而直到霍金去世，他的霍金辐射理论也还停留在理论阶段， 没有得到实验层面的证明 ，某种意义上来说，这也是霍金没能获得诺贝尔物理学奖的原因之一。 在霍金辐射还“未经证实”的今天，还未开工建造的大型强子对撞机们，多多少少是个隐患
大型强子对撞机计划中国有参加吗
有.
60余名中国科学家（其中近四十人为台湾科学家）参与强子对撞机实验。四个主要实验均有中国科研单位和高校参与，分别为：中科院高能物理研究所、中国科技大学、山东大学、南京大学参与ATLAS实验；中科院高能物理研究所、北京大学参与CMS实验；华中师范大学参与ALICE实验；清华大学参与LHCb实验。
在LHC加速环的四个碰撞点，分别设有五个侦测器在碰撞点的地穴中。其中超环面仪器 （ATLAS）与紧凑渺子线圈（CMS）是通用型的粒子侦测器。其他三个（LHC底夸克侦测器（LHCb），大型离子对撞器（ALICE）以及全截面弹性散射侦测器（TOTEM）则是较小型的特殊目标侦测器。
LHC也可以用来加速对撞重离子，例如铅（Pb）离子可加速到1150 TeV。
由于LHC有着对工程技术上极端的挑战，安全上的确保是极其重要的。当LHC开始运作时，磁铁中的总能量高达100亿焦耳（GJ），而粒子束中的总能量也高达725百万焦耳（MJ）。只需要10?7总粒子能量便可以使超导磁铁脱离超导态，而丢弃全部的加速粒子可相当于一个小型的爆炸。
大型强子对撞机的中国研发
2014年7月，中国北京高能物理研究所正在筹备一个两倍于LHC的环形粒子对撞机。中国将要修建的对撞机周长达到了52公里，对撞能量高达70 TeV。按计划，中国的对撞机将在初期阶段只针对电子，且对撞能量仅有能量240 GeV，而后期则逐渐开足马力进行质子对撞。预计中国的对撞机将在2028年投入使用，耗资30亿美元，目前尚不清楚这是否是一个与国外同行携手进行的联合项目。
物理哲学家：大型强子对撞机已经打破了物理学
除了希格斯玻色子之外，大型强子对撞机（LHC）还没有发现任何新的基本粒子。这对粒子物理学家来说无疑非常失望，因为他们相信这个巨型的粒子加速器应该能找到更多的新粒子、额外的空间维度、微型黑洞、新的对称性、暗物质，或者其他完全不同的东西。然而，这些期望全都落空。 之所以粒子物理学家相信，大型强子对撞机能发现除希格斯玻色子之外的东西，是因为目前最好的物理学理论——粒子物理标准模型，不是“自然的”。 论点大致是这样的：希格斯玻色子有别于标准模型中的其他粒子。其他粒子的自旋位1或或者1/2，但希格斯粒子的自旋为0。正因为如此，量子涨落对希格斯粒子的质量做出了更大的贡献。这让粒子物理学家认为，一旦碰撞能量足够高，在制造出希格斯粒子的同时，一定会有别的东西随之出现。 在物理学中，自然性（Naturalness）是指物理理论中出现的自由参数或物理常数之间的无量纲比值应该取“1数量级”的值。也就是说，一个自然理论的参数比应该是2.34，而不是234000或0.000234。从这个意义上来讲，令人满意的物理学理论应该是“自然的”，这一要求是上世纪60年代在粒子物理学领域兴起的一种思潮。它是一种美学标准，而非物理学标准。 然而，粒子物理标准模型在技术上是不自然的观点并没有实际意义，因为这些被认为是麻烦的量子贡献是无法观测到的。因此，自然性的缺乏完全是一个哲学上的难题，关于它的辩论源于一个根本性的困惑：什么东西一开始需要用科学解释？如果不能观测到，那就没有什么好解释的了，为什么我们还要谈这个？ 数十年来，总有人会相信自然论。但事实上，基于自然论的大型强子对撞机预测并没有奏效。那么，粒子物理学家最终会抛弃自然性的观点吗？ 然而，粒子物理学家对他们此前所做出的明显失败的预测保持沉默。除了欧洲核子研究组织（CERN）理论小组负责人、自然论最有力的倡导者之一Gian Francesco Giudice在2017年发表了一篇承认有问题的论文之外，没有人愿意承认有什么地方出了严重的问题。 也许粒子物理学家只是希望没有人会注意到他们的错误，更不用说这些错误已经在所有出版的文献中出现了。一些粒子物理学家正忙于发明新的自然论，预测新的粒子只会出现在下一个更大的对撞机上。 对于粒子物理学家而言，这可能是一个不好的情况，但对于哲学家而言，这是一个很好的情况，因为他们对别人的问题最感兴趣。南加州大学（University of Southern California）的物理哲学家David Wallace认为，大型强子对撞机已经打破了物理学。为此，他最近写了一本名为《自然性与涌现》（Naturalness and Emergence）的书。 关于粒子物理学家预测的失败，Wallace在书中写道： “我认为，任何这种自然性的失败，都有可能破坏我们对理论间还原的整个理解结构，因此，物理领域的危机可能比人们有时认为的要严重得多。” 在科学哲学中，“理论间还原”是指在一定条件下，一个适用范围更广的理论可以还原为形式更为简洁的理论。例如，在速度远小于光速的情况下，狭义相对论可以还原为牛顿力学。 Wallace在书中进一步写道： “如果自然论在粒子物理学和宇宙学中完全失败，则就没有可靠的方法论论据来假设它们无处不在（比如在统计力学中）。” 迄今为止，粒子物理标准模型已经成功地解释了来自大型强子对撞机的每一个数据片段。不管怎样，这个理论都是非常成功的理论。如果有人使用一个标准来评估理论的好坏，那么，出问题的会是提出标准的人，而不是理论本身。
欧洲大型强子对撞机的实验结果怎样？
欧洲核子研究中心（CERN）3月30日宣布，跨越日内瓦市郊瑞士法国边界的大型强子对撞机（Large Hadron Collider，简称LHC）上，总能量为7万亿电子伏特的两个束流对撞，在发生两次故障后最终获得成功。这是世界上目前能量最高的对撞。
资料来源于： http://scitech.people.com.cn/GB/11264642.html 此次对撞实验首次向媒体开放48小时。中国科学院高能物理所CMS（紧凑缪子线圈）实验远程控制中心通过网络向媒体直播了对撞实验过程。
“此次对撞成功，标志着LHC的物理研究的开始，标志着一个激动人心的粒子物理新时代的到来。”中国科学院高能物理研究所粒子天体物理中心研究员陈国明说。
据悉，对撞的两个束流，每个束流带两个束团，每个束团由50亿个质子组成，每个质子的能量为3.5万亿电子伏特。质子的速度是光速的99.999995%（比光速慢亿分之五）。按计划，本次运行后4个月内，每个束团的质子数将上升到800亿个。
北京时间30日下午3点左右，正当记者们在高能所CMS实验远程控制中心聚精会神地观看对撞实验时，CERN传来消息：由于对撞机保护装置导致束流意外丢失，对撞未能如期实现。研究人员不得不继续对机器进行调试。
陈国明介绍，2008年的LHC实验失败，发生爆炸事故，在其后的一年多时间，CERN对LHC进行了检修和调整，并增加了保护装置。此次束流丢失正是此保护装置所致。
不过，CERN研究人员随即表示，这是他们意料之中的事情：“我们已经等了20年，可以再耐心等一会。”几个小时后，CERN研究人员想要再次进行对撞，又一次发生了故障。不过，功夫不负有心人，经过进一步调试后，北京时间30日晚上7点零6分，总能量为7万亿电子伏特的两个束流对撞成功。
“做科学实验，尤其是在能量这么高的机器上开展实验，是一件非常有挑战性的事情，不会像开party一样，客人一来就可以看到庆祝的时刻。”高能所所长陈和生向记者介绍,“LHC是世界上能量最高的机器，非常复杂，在调试过程中，由于束流丢失未能如期实现对撞，并不意味此次对撞实验失败。北京正负电子对撞机在调试过程中也经常出现束流丢失的情况，这是调试过程中碰见的正常状况。”
欧洲核子研究中心将连续运行LHC 18到24个月，以便为LHC上面的各个实验提供足够的数据来进行物理研究。这一阶段的运行过后，LHC将关机进行彻底修理，为14TeV对撞作准备。
欧洲核子中心的所长Heuer说，两年的连续运行是一个离谱的要求，但这个努力是值得的，这可以补偿前次失败所失去的时间，使物理学家们可以有机会做出他们的成果。
