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揭示宇宙的奥秘?几乎没有。但在成立70周年之际,欧洲核子研究中心仍令人着迷

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  • 2024-12-19 07:16:02
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日内瓦(美联社)——周二,世界上最大的粒子加速器所在的研究中心正在庆祝其成立70周年,运行该研究中心的物理学家们旨在揭开暗物质和其他奥秘的秘密,在当今充满冲突的黑暗世界中促进科学的和平。

在过去的70年里,位于瑞士和法国边境日内瓦的庞大研究中心欧洲核子研究中心(CERN)在欧洲、西方及其他地区已经家喻户晓,但其复杂的内部运作对许多人来说仍然是一个谜。

下面让我们来看看欧洲核子研究中心,以及它的发现是如何改变了世界和我们对宇宙的看法的——在未来的几年里,这种改变可能会更大。

CERN是什么?

欧洲核子研究组织(European Organization for Nuclear Research)保留了其前身机构CERN的法语首字母缩略词,它起源于1951年联合国科学组织的一次会议,该会议寻求在欧洲建立一个最先进的物理研究设施,以缓解二战后向美国流失的人才。1954年5月17日破土动工。

今天,对于行家来说,欧洲核子研究中心最出名的可能是大型强子对撞机的所在地,它被誉为世界上最大的机器,它为磁体网络提供动力,使粒子加速通过日内瓦及其周围27公里(17英里)的地下环路,并以接近光速的速度碰撞在一起。

通过捕捉和解释这种粒子束每秒多达10亿次碰撞的结果,数千名在中心和世界各地的科学家仔细研究了大量的结果数据,并努力解释基础物理学是如何工作的。

欧洲核子研究中心说,大型强子对撞机内部的碰撞产生的温度是太阳核心温度的10万倍以上,这是在小规模和受控环境下进行的。

在大型强子对撞机中,“我们每天都能重现宇宙大爆炸后百万分之一秒的原始宇宙状态。然而,许多关键的悬而未决的问题仍然存在,”欧洲核研究中心总干事法比奥拉·吉亚诺蒂在准备好的演讲中说,她将在24个成员国的许多领导人面前发表演讲。

多年来,欧洲核子研究中心及其实验设施已经发展成为一个庞大的研究中心,在许多科学领域和行业都有应用。

“在一个国家、文化和宗教之间的冲突可悲地持续存在的世界上,这是一份真正珍贵的礼物,不能被认为是理所当然的,”吉亚诺蒂在提供给美联社的一份事先发言稿中补充道。

欧洲核子研究中心是如何改变我们的世界和我们对宇宙的理解的?

2012年,对撞机中的实验帮助证实了一种无穷小的粒子,这种粒子的存在在几十年前就已经被理论化了,它的证实完成了粒子物理学的标准模型。

欧洲核子研究中心也是万维网诞生的地方,在人们的心目中,万维网是帮助大学和研究所共享信息的一种方式。1993年,网络背后的软件进入了公共领域——剩下的就是历史,在全世界的智能手机和电脑上。

欧洲核子研究中心产生的科学和工具的溢出效应已经波及到世界经济。如今,世界上有成千上万的小型粒子加速器在运行,在医学和计算机芯片制造等各个领域都有应用。

大约40年前为欧洲核子研究中心实验开发的晶体现在广泛用于PET扫描仪,可以检测癌症和心脏病等健康问题的早期迹象。

多年来,一些怀疑论者激起了人们对欧洲核子研究中心的恐惧。内部人士争论和解释说,这种担忧被夸大或不准确,欧洲核子研究中心对一些理论表示反对。

未来会怎样?

在大多数情况下,来自110多个国家的欧洲核子研究中心的技术人员、研究人员和理论家正在进行新的实验,目的是在标准模型中打洞——打破传统的理解,推动科学向前发展——并解释一长串挥之不去的科学未知数。

它的科学奇才们希望解开关于暗能量的谜题——暗能量占宇宙的68%,并在加速宇宙膨胀中发挥着作用——并测试关于暗物质的假设,暗物质的存在只是推断出来的,它似乎比可见物质多出近六倍,占宇宙的四分之一多一点。

欧洲核子研究中心目前有两个大项目。第一个是高亮度大型强子对撞机项目,该项目旨在从2029年开始增加碰撞次数,从而有可能发现新的发现。

第二个项目的时间要长得多,预计耗资150亿瑞士法郎(约合160亿欧元或172亿美元),预计将于2040年开始运营。

尽管欧洲核子研究中心的目标是促进和平与人类事业的科学进步,但它发现自己陷入了政治困境。

其章程规定,该组织“与军事要求无关”。2022年,欧洲核子研究中心的管理委员会解散,因为当年早些时候,俄罗斯总统弗拉基米尔·普京下令俄罗斯军队入侵乌克兰。一些人担心欧洲核子研究中心的研究应用可能会进入莫斯科的战争机器。

11月30日,欧洲核子研究中心将正式将俄罗斯排除在外,这将影响约500名科学家,其中约100人加入了非俄罗斯机构,以维持他们在该中心的研究。

欧洲核子研究中心将为此付出代价,失去俄罗斯为高亮度大型强子对撞机提供的约4000万瑞士法郎的资金。这相当于其实验预算的4.5%,现在必须由其他CERN参与者承担。

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