世界的變形與內聖外王

歐洲核子研究組織（CERN）的「大型強子對撞器」（LHC）10日啟動運作，以下為這個全球最大粒子加速器的介紹：

●「強子」是一種次原子粒子，在粒子物理標準模型中，所有具有強相互作用力的粒子都叫做強子，科學界認為，宇宙的基本粒子就是夸克，而3個夸克所組成的粒子就稱為「強子」。

●大型強子對撞器實驗在最深達地底下175公尺的長27公里環型隧道進行，將把氫質子或鉛離子加速到光速的99.9999%相撞。這處隧道位於涵蓋瑞士和法國的兩國邊境。

●兩束質子以相對方向同時環繞隧道加速，然後由超強力超導磁鐵讓質子束「偏向」，讓它們在四處大型對撞區對撞，對撞瞬間溫度將比太陽熱10萬倍，重現137億年前促使宇宙誕生的大爆炸後最初情況。

●環型隧道是全球最大的冰箱。超導磁鐵溫度只比絕對零度（攝氏零下271度）高1.9度，比深外太空還冷。

●撞擊區本身規模也很龐大，最大型的超環面儀（ATLAS）長46公尺、高25公尺，相當於半個巴黎聖母院，重7000公噸與艾菲爾鐵塔相當，鋪設電線總長3000公里。超環面儀啟動後一年內將產生3200兆位元組（TB）原始資料，相當於美國國會圖書館30億本藏書的160倍。

●一次歷時10小時的實驗中，一束質子行進里程可能逾100億公里，足以來回海王星一趟。

●大型強子對撞器造價近台幣1700億，運作需要120百萬瓦特電力，等於日內瓦地區總用電量；質子對撞時將產生14兆電子伏特（TeV）能量，1兆電子伏特相當於一隻蚊子飛行時產生的動能。

任務介紹

●尋找「希格斯粒子」：

1964年，英國理論物理學家希格斯，主張物質的質量來自於一種尚未發現的粒子，這種理論中存在的粒子，之後就被稱為「希格斯粒子」（Higgs Boson），由於希格斯相信這種粒子是物質質量的來源，因此它也被稱為「上帝粒子」。若能證實希格斯粒子存在，將大大填補現今「標準模型」理論（描述基本粒子的理論，能精確預測基本粒子之間的交互作用，因此成為目前的主流理論）在總結粒子知識方面的重大缺口。

●探索「超對稱」：

粒子物理學家認為，自然界中有一種基本的對稱性，這就是所謂的「超對稱」，組成世界的每個基本粒子應該都有電荷等相同的「超夥伴」，但科學家至今尚未觀察到粒子有這種超夥伴存在，大型強子對撞器此次的任務中，或許能觀察到超對稱存在的證據，解釋近年來最不可思議的發現之一：宇宙中可見物質只佔4%，其他則是暗物質（23%）與暗能源（73%）。

●調查物質與反物質的奧秘：

能源轉為物質後，製造出粒子與帶有相反電荷的反粒子，粒子與反粒子相撞時，會消滅彼此，根據傳統的宇宙理論，物質與反物質數量應該相同，但讓人困惑的是，目前觀察到的物質數量，遠遠超過反物質的數量，大型強子對撞器此次也將試著解開這個謎團。

●複製宇宙大爆炸後、宇宙誕生之初的面貌：

137億年前宇宙誕生之初，物質就像一團極熱、濃稠的湯汁，構成湯汁的是所謂的「夸克膠子電漿」，這團湯汁冷卻後，次原子粒子「夸克」凝結在一塊，形成質子與中子等複合粒子，隨之形成我們現在看到的一切。科學家盼藉大型強子對撞器計畫，觀察宇宙大爆炸沒多久存在、但現在已看不見的東西。

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