对撞喷出粒子示意图。

在大型强子对撞机(LHC)上的4个大实验中,共有来自80多个国家和地区的7000多名科学家和工程师参与。中国在这4个大实验中投资数千万元人民币并将参与物理分析。中国科学院高能物理研究所、北京大学、清华大学、中国原子能科学研究院、中国科技大学、南京大学等科研院所和高校的科研人员参加了部分实验。其中南京大学物理系就有近10位专家、学者参与其中。昨天,记者采访了参与这项实验的南京大学物理系的祁鸣教授及陈申见教授。

研究 南大参与制造寻找“粒子”仪器

祁鸣教授说,其实,早在1996年,南大就参与到LHC计划中来了。LHC计划除了加速器本身的研究、改造升级之外,共有四个大型探测器研究协作组进行实验物理研究工作。其中ATLAS是个超大型的通用测量(探测器实验,主要目的是探索质量的起源,即寻找理论预言的Higgs子的存在和超对称粒子)。南大参与的正是这一项实验。

在参与合作的第一阶段,以南京大学为主承担了液氩端盖量能器和液氩前冲量能器重要部件的研制、加工任务,先后共参与设计并建造了33组模块中的546块铜吸收板和8400根钨吸收棒等部件,还参与了8组模块的安装测试、束流实验等工作。

祁鸣说,所谓量能器,通俗地说,就是测量质子、光子这些粒子的仪器,基本粒子用肉眼无法看到,只能用仪器进行检测。仪器感受到信号后,再转化成计算机数据,并进行存储,通过计算机处理及科学家的物理分析,才能还原成当时的真实世界中各粒子的能量、动量以及路径等物理参数,也只有这时才能判断出,到底有没有通过对撞产生我们猜测的粒子。而这涉及到的数据及其庞大。每年就有12-14个PB量级的数据(1个PB相当于10的15次方)。研究这些数据估计要花上10年才能得出结果。“南大先后制造了好几批这样的探测仪器,然后运到加拿大进行组装,而后才运到欧洲粒子物理研究中心(实验地),被推到探测器中,等待工作。”

昨天,首批质子已导入大型强子对撞机的环形隧道。祁鸣教授说,这个过程类似是一把“枪”(产生质子的发生器)将质子打进加速器中。如果一切顺利,大型强子对撞机将在年底前实现两束各达5万亿电子伏特能量的质子束流对撞,此能量将是以前世界纪录的5倍。而对撞结果可能要10年才能揭晓,因为要分析大量数据。

释疑 “黑洞吞噬地球”绝无可能

此前，有人指责对撞实验可能产生黑洞而“毁灭地球”。昨天,记者也就这个问题采访了两位专家。

陈申见教授表示，黑洞的产生条件非常严苛。要形成一个黑洞,最关键的就是密度和半径。密度应该非常大,而半径应该非常小。举例来说,如果有一个地球那么重的物体却被压缩到绿豆那么大,才能产生黑洞。而这次对撞不可能产生这样的结果,就算有极小的黑洞,会像水珠一样立即被“蒸发”光了。

“天文学中认为,一些天体有很强的引力场,可以连光线都完全吸收进去,而没有任何反射,就成为‘黑洞’。这说明该天体的能量极高,密度极大。”祁鸣教授说,我个人认为,对撞在瞬时间也许会释放类似能量,但非常短暂,对宏观世界不会产生任何影响。那些认为对撞会毁灭地球的说法是无稽之谈。

综合欧洲核子研究中心等多个科研机构的消息,科学家们尽管并不能肯定大型强子对撞机绝对不会制造出黑洞,却确信即使真的制造出黑洞,它也不能吞噬周边物质乃至整个地球。根据测算,一个大型强子对撞机里制造出的黑洞,其尺度仅为百亿亿分之一米(10的负18次方米),存在时间仅为十亿分之几阿秒(1阿秒为10的负18次方秒)。由于它存在的时间是如此之短,根本不能吞噬任何周边的物质,因此不可能对地球构成任何危害。