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图1:欧洲粒子物理研究所(CERN)的科学家们企图实现质子流束高速对撞,在小尺度上模拟137亿年前宇宙大爆炸导致宇宙诞生的情形。

图2:这项在欧洲粒子物理研究所进行的实验,创造了粒子条件下新的能级纪录,将有助于研究人员研究物质的性质和宇宙的起源。

图3:这次对撞在瑞士和法国边界地下100米(约330英尺),27公里(约合17英里)长的大型强子对撞机中进行,创造了前所未有的记录:碰撞的能量达到创纪录的7兆电子伏特(TeV),速度只比光速慢了1纳秒。


图4:在欧洲粒子物理研究所的一个控制室内,成功记录第一次对撞后,爆发出一阵热烈的掌声。


图5:微博客Twitter上这样描述这次对撞成功:“实验观测到了碰撞!!!!!!!!!!!这是前所未有的第一次!!!!!!!!!!!! !!!!!创纪录的一次!“


图6:在未来的岁月里,欧洲粒子物理研究所的科学家们会进行一项计划——揭开宇宙的奥秘——宇宙大爆炸后,物质是如何转化为质量的,宇宙的组成中占据25%比重的暗物质(dark matter)究竟是什么?


图7:布赖恩·考克斯教授对大型强子对撞机会制造出一个可以吞掉整个地球的黑洞的说法嗤之以鼻:“这种想法太荒谬了。”


图8:大型强子对撞机虽然是用来研究构成一切物体的已知最小单位——粒子——,但它本身却是世界上有史以来最大、最复杂的机器。 它的周长有27公里(约合17英里),身处地下,横跨法国和瑞士两国。


图9:全功率运行时,数兆的质子在大型强子对撞机的加速环中加速,一秒钟可绕行11245圈,速度达到光速的99.99%。每秒钟可制造6亿次碰撞。


图10:当两个质子束碰撞时,将产生超过太阳中心10万倍的温度,集中在微尺度空间上。 与此同时,冷却系统使环超流氦沿对撞机的加速环循环,使其温度保持在零下271.3摄氏度(零下456.34华氏度)。


图11:为了收集每秒钟可制造6亿次质子碰撞的相关数据,物理学家和科研人员建造了一台能够以十万亿分之一秒精度记录粒子通过时间的设备。触发系统也能以百万分之一米的精度记录粒子的位置。


图12:这项大型实验记录的数据每年将存满大约10万张双层DVD。 世界各地数以万计的电脑组成被称作“网格”(The Grid)的计算网络,来保存这些信息。


图13:两束以接近光速飞奔的粒子群的碰撞的监测画面将通过计算机展现在欧洲粒子物理研究所和世界各地的实验室面前,科学家希望借此探索生命的起源。


图14:苏格兰物理学家彼得希格斯首次预言了“希格斯玻色子”(Higgs Boson)的存在,虽然从未被观测到,但它被认为是将物质结合在一起的神秘因素。


图15:大部分科学家认为“宇宙大爆炸”对一个膨胀的宇宙成因的唯一解释,欧洲粒子物理研究所的科学家们相信,重现“宇宙大爆炸”,可以展示恒星和行星是如何走出原始的混沌状态,形成了现在的宇宙。


图16:“宇宙大爆炸”的基本观点是宇宙是从一个只有硬币大小,但有极高的温度和密度的点发展而来的。

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标签: 欧洲粒子物理研究所