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大型強子對撞機耗資高 科學盛宴何時開席
中國發展門戶網 www.chinagate.com.cn  2008 年 12 月 16 日 
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大型強子對撞機(LHC)近日重回人們視線,雖然它仍在瑞士日內瓦的邊境因病呻吟,但在近日各外媒評選的年度科技大事中,其均躋身三甲之內。關于近期動向,據歐洲核子物理研究中心(以下簡稱歐核中心)官方網站與英國《新科學家》雜志在線版12月份的報道,9月份的那次故障,導致LHC的維修費用已達3500萬瑞士法郎(約合2000萬英鎊或2900萬美元)。歐核中心在一份國際性報告中聲明,原計劃2009年春季再次啟動的LHC,現恐怕要推遲到2009年7月末。

啟動之年生風波

自今年6月左右,“大型強子對撞機”這個艱澀的名詞就開始走入尋常人家,科學界更以火熱態度相待;啟動之日,全世界的粒子物理學家如朝圣一般齊聚日內瓦,它卻在質子束流忽快忽慢的轉了幾圈后,宣布故障報停。無奈之下,公眾的關注被迫抽離。

歐核中心對LHC初次啟動的預設目標是:注入質子并加速,或在數周內反方向注入質子。LHC并沒有完成,短期內與“對撞”兩字更不沾邊。即使這樣,LHC在眾人眼中仍不失為頭等科學大事,于今日這個恨不得一美分掰成兩半花的環境中,它仍做它慢條斯理的“吞金大王”。“LHC的首要任務,就是在合理范圍內盡早提供實驗的對撞數據。”歐核中心主任羅伯特?艾瑪的說法很好很官方。

9月19日宣布的故障原因是電力問題導致液氦泄露,就目前看來,顯然程度要超想象。“相當大的機械傷害。”歐核中心的發言人詹姆斯?吉利斯表示。壓力爆炸使周邊機件受損,需要將53組已埋好的磁體再從100米的地下深處挖出來,搬走重裝再搬入,預計將搬到明年3月底。

費用投入愈見深

然而,LHC還有一項獨特標準:其運行必須達到指定溫度,即高出絕對零度1.9攝氏度的溫度值;但維修卻需降回室溫,人員才能進入管道。因此重啟LHC之前,整體8段、5萬噸設備用超流體液氦冷卻要全部完成降溫,并在做好相應部分的試運行,如果試運行中出現問題,又須恢復到室溫才能進行修理。其每段冷卻需要至少三四個星期,升溫亦然。這個反復的升降溫工作其實自2007年1月就已開始了,起先一再地推遲了LHC的首次啟動時間,現在又延期了它的維修工作,使得費用的產生如滾雪球般。

本次的3500萬瑞士法郎維修費中,有1500萬用于純故障排除,另2000萬用于備件設備。資金全部來自歐核中心的成員國。詹姆斯?吉利斯現在寄希望于能將問題解決在預算范圍內,“我們不會再向成員國要錢了。”

時至今日,LHC項目已耗資57億英鎊(約合80億美元)。既然該龐然大物能與如此巨額的研發成本畫上等號,它的科學價值不言而喻。然而公眾關心的始終是:這價值是怎樣影響著人類的明天?對于各界的翹首期望,LHC又將拿出什么來回饋?

何時得見成果現

常見的答案是粒子物理學家們給出的,其正確但不可捉摸———在自然界,有一種“最后的、傳說中的”粒子,依據物理學標準模型的預言,它確實存在卻從未被發現。它負責引導規范變換中的對稱性自發破缺,因此是慣性質量的源頭,稱之為標準模型的基石,有了它的加入,不僅標準模型理論會檢驗和擴展到完美化,物質質量之謎也將隨之揭開———這是要把任何一個人都說暈的話題。

簡要地講,LHC回報給科學的,其實是它的未知性。LHC的質子對撞能達到的無可企及高能態,幾乎可與宇宙大爆炸后不久的情形相比,即是在實驗室里重現當年的宇宙。依照預想,碰撞之后的產物里,有著科學家們尋覓物質起源的依據。但這次“模擬大爆炸”的規模前所未有,結果自然也無前例可循,它可能改變人類的明天,也或許幾年之內都毫無建設。誠如一場科學的盛宴,菜肴豐富,但不知何時才開席,惟有等待。

來源: 科技日報

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