中子对撞机有什么用(中国粒子对撞机有什么用)

什么是强子?强子对撞机在研究什么?

强子是一种亚原子粒子,所有受到强相互作用影响的亚原子粒子都被称为强子.按目前的物理理论强子是由夸克、反夸克和胶子组成的.胶子是量子色动力学中的力子,它将夸克连在一起,强子是这些连接的产物.

按其组成夸克的不同,强子还可以分为：

重子：重子由三个夸克或三个反夸克组成,它们的自旋总是半数的,也就是说,它们是费米子.它们包括人们比较熟悉的组成原子核的质子和中子和一般鲜为人知的超子（比如Δ、∧、∑、Ξ和Ω）,这些超子一般比核子重,而且寿命非常短.

介子：介子由一个夸克和一个反夸克组成,它们的自旋是整数的,也就是说,它们是玻色子.介子有许多种.在高空射线与地球空气相互作用时会产生介子.

其它很稀有和奇怪的强子.

由多于三个但单数的夸克或反夸克组成类似重子的强子.

由多于一对夸克-反夸克对组成的类似介子的强子.

完全由胶子组成的粒子.

强子对撞机的作用:

强子对撞机是探测更深层的微观世界,为理论提供检验,也可以研究早期宇宙的粒子物理现象.目前,世界上有两台超高能对撞机的建造计划,一台是美国的超级超导质子-质子对撞机(SSC),能量为40大电子伏,周长87公里,耗资110亿美元.由于美国经济不景气,赤字太大,该计划已被美国国会否决而夭折.另一台是西欧核子研究中心的大型强子(质子-质子)对撞机,能量为16大电子伏.物理学家期望在其上产生顶夸克和发现黑格斯粒子及其他新粒子和新现象.

建造大型强子对撞机有什么用？杨振宁等科学家为何反对我国建造？

提起大型强子对撞机，大家想起的可能是撞出黑洞，有人想起的可能是希格斯玻色子。对撞机撞出黑洞是来自于人们对黑洞这种奇异天体的恐慌，而撞出希格斯玻色子则是欧洲大型强子对撞机（LHC）最辉煌的实验成就。

大型强子对撞机有什么用？

大型强子对撞机是一种大型的实验仪器，通过超强的电磁场在较大的环形轨道里加速带电粒子，把带电粒子加速到接近光速的高能状态下进行对撞实验，用以验证微观力学的理论预言。它的轨道周长直接决定了其所能加速粒子的能量上限，一旦理论预期发现新粒子所需的能级超过现有对撞机的能量上限，这个对撞机的历史使命就算是终结了。

为何我国要建大型强子对撞机？

随着希格斯玻色子的发现，27公里长的欧洲大型强子对撞机的历史使命也算完成，由于轨道周长的限制，它的对撞能级下已经难有重大发现，因此，世界高能物理学界和超弦理论学界期待新一代更强大的对撞机出现，以验证他们的理论，目前计划建造的对撞机轨道周长都是百万公里级的。但建造大型强子对撞机的投入异常巨大，一般的国家都负担不起，作为超级大国的美国已经指望不上了，因为在上世纪美国才因不断追加的超额投入停掉过一个大型对撞机项目。而欧盟那边虽然已经规划建造，但是欧盟的执行力是有目共睹的，从全球卫星定位系统项目就可见一斑……因此各国科学家就把目光投向了GDP全球第二的我国。

于是，以超弦理论界为首高能物理界为辅的全球科学家一致建议我国建造大型强子对撞机，以验证超弦理论的基础超对称理论。

反对者出现

当建造的声音来势汹汹，且都是是国际上极具威望的人物，这时一个人站了出来，站在了他们的对立面，他就是物理学界的泰斗我国科学家杨振宁。他坚决反对我国在现阶段斥巨资建造大型对撞机，他给出了7条理由。我总结了一下他的中心思想是：高能物理能做的事已经不多，难有重大发现；超对称理论是空中楼阁，期望找到超对称粒子很可能竹篮打水一场空；这大型项目的投入将极大地压缩其它领域的科研经费，这将限制了其它领域的发展。

实际上反对建造对撞机的科学家一定不在少数，但由于种种原因，鲜有科学家敢站出来公开叫板高能物理界和超弦界，只有杨振宁坚定地站了出来，凭一己之力对抗整个高能物理界。

孰对孰错？科研经费该去往何方？

“文明不断增长和扩张，但宇宙中的物质总量保持不变。”

这是《三体》里叶文洁提出的第二条公理，罗辑据此发现了黑暗森林法则。今天，我要把这条公理改一改：“科研项目众多，但我国科研经费总量不变。”这正是杨振宁反对建造对撞机的一个重要原因。如果把巨大的经费都投入到一个可能一事无成的项目，这不单是对科研经费的巨大浪费，还同时造成了其它项目因缺乏经费而停顿。作为一个发展中国家，我国应该把经费更多投入到那些有产出的领域。杨振宁指出，高能物理的成就在未来3、50年内，对我们的生活都不会产生什么积极的影响。

美国是怎么做的？

杨振宁的其中一个论据就是上世纪美国把大型强子对撞机项目停掉了。这是由于不断增加的预算，一开始申请44亿美元的预算，建造未过半，预算已经将近翻了一番，达到80亿美元，最终在项目进行的第三任总统克林顿废止了该项目，随即投入200亿美元到国际空间站项目中。很显然，美国不差钱，但他们认为国际空间站更值得花。

我国该怎么做？

我国计划建造的大型强子对撞机首期正负电子对撞机的投入预算为360亿元，第二期的质子对撞机的投入将高达千亿。这还是仅仅初步计划的基础投入，纵使不超支，对撞机建成后的运行投入也依然是个巨大的坑，且不说维护成本，单就耗电量就是个巨坑，目前的欧洲大型强子对撞机的耗电量是200兆瓦，即20万千瓦。这相当于一个大型水电站的发电量……按照1元/度电的电费算，运行一个小时的电费就高达20万，而中国计划建造的对撞机周长是它的4倍……

我国需要科研经费的项目太多了，航天、量子信息、芯片等等，这些都是直接与国防和经济挂钩的科研项目，是否更值得作为发展中国家的我们去投入呢？美国选择了把大型强子对撞机的经费投到了航天领域，我们呢？

航天技术与国防技术是相通的，量子信息技术在信息安全方面意义重大，芯片更加不用说，近年网上已经有足够的信息让我们知道它的重要性，至于其它领域就不一一列举。

你赞成我国建造对撞机吗？

从网上科学兴趣群里了解到，绝大多数非高能物理专业的科学爱好者都是支持杨振宁的，那么你认为我国该建不该建？

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大型粒子对撞机是用来做什么的？

大型粒子对撞机是用来做物理实验的，大型强子对撞机是粒子物理科学家为了探索新的粒子，和微观量化粒子的新物理机制设备。电子对撞机可以帮助人们进一步了解希格斯粒子性质、宇宙早期演化、反物质丢失、寻找暗物质等一系列未解的关键科学问题，并寻找新的物理规律。

两个粒子相撞，不仅运动状态会改变，还可能会再转化成其他粒子，人类就是用这个方式打开了原子，发现里面存在的各种奥秘。

大型粒子对撞机的建设意义。

大型强子对撞机将两束质子分别加速到14TeV（14万亿电子伏特）的极高能量状态，并使之对撞。其能量状态可与宇宙大爆炸后不久的状态相比。粒子物理学家将利用质子碰撞后的产物探索物理现象，例如，寻找标准模型预言的希格斯粒子、探索超对称、额外维等超出标准模型的新物理。

或许有人会认为，像高能物理学领域高深的理论研究与我们的日常生活没关系，花费数十亿美元有些不值得。100多年前，爱因斯坦发现了质能方程，那就是质量与能量可以互相转化。许多人也认为这个方程毫无用处。但是，以这种理论指导而研制出来的原子弹，让人们见识了高能物理的可怕之处。随后，核能用于发电，又让人们认识到质能方程真正改善了我们的生活。

以上内容参考 新华网——对撞机能用来做什么？