2011年6月17日 星期五

【新知】這也許是世界末日 ─ 大型強子對撞機實驗結果即將出爐

小時候看一些有的沒有的閒書、聽人家說,1999 年會世界末日。
法國佬諾查丹瑪斯在十六世紀說的言之鑿鑿,結果過了千禧年,還是什麼事情都沒有發生。

等大家發現我在唬爛的時候,我早死百八十年了

本來還以為從此地球就可以過著幸福快樂的日子。
結果沒過幾年,大家又開始在傳新的末日預言。
從九星連珠、馬雅曆法到王老師,
仿佛地球沒炸掉,就有人不甘心一樣。
難道這其中有惡魔黨在作祟嗎?

我這次一定幫博士完成征服世界的野心

不過其實「世界末日」也可以解釋成舊世界的消滅和新世界的開始,
很可能是我們獲得了什麼爆炸性的知識和創建。
在 2010 年進行「50% 出力」的「大型強子對撞器﹝Large Hadron ColliderLHC﹞」實驗,
本來也是世界末日的「熱門人選」。
期待它一撞之下,會跑出黑洞、異世界生物什麼的把人類毀滅云云,
結果也是什麼都沒有發生。
慢慢很多好事之徒也沒有在繼續關心這個史上最貴的科學玩具接下來的狀況。

這個裝置本身就是一個奇蹟

LHC 雖然又貴又炫,
不過其實地球早就被比它功效還強的宇宙射線砸過無數次了﹝不排除有外星人介入的成分﹞,
要創造黑洞什麼的,靠它恐怕還辦不到。
雖然我們應該可以不斷用更大更強的粒子加速器,來尋找更小的基本粒子。
若是到達「普朗克長度」的下限,這能量應該可以造成微型黑洞。
但那是什麼程度?
霍金在「胡桃裡的世界」中寫到,要到達這種界限,
我們可能需要一個跟太陽系一樣大的粒子加速器。
這恐怕不是地球人能負擔的水平。
雖然膜理論可以增加普朗克長度的估計量,
也許用人類目前的技術就有辦法達到普朗克長度的界限。
不過這還是太杞人憂天,膜理論目前就跟它的形容物水泡一樣是很虛幻不實的。

我們的世界會像水泡一樣,「波」一下就沒有了嗎?

現在這個 LHC
當年美國在 94年想造一個類似的、就因為吃不消開發經費就打了退堂鼓了。
歐洲核子研究組織
Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire、不過簡稱叫 CERN 唷﹞
花了三十年一點一滴的湊,才拚出了現在我們看到的這個 LHC
所以它是一個基本裝置不斷擴充的結果,同時未來還可以在改裝﹝就是要花更多錢啦﹞。

各位知道這玩意做一次實驗多麻煩嗎


不過在「撞」了一年多之後,LHC 的實驗可能要有結果出來了。
不過在這之前,我們先來了解一下,它到底要實驗什麼。
是要打開地獄之門?還是要跟外星人建立連線?

Welcome, mortal!


如果那些科學家跟大家說
「其實我們也不是很清楚我們在實驗什麼,就是撞撞看、看看會有什麼反應」的話,
大概會被打吧 XD
在科學家期望的目標中,希望找到希格斯玻色子﹝Higgs boson﹞
粒子物理學在量子場論下建立的標準模型,基本上很成功,
能夠解釋強作用力、弱作用力、電磁力這些問題。
但是在引力這一環上,卻碰了壁。
由彼得‧希格斯﹝Peter Higgs﹞和其他物理學家提出了一個希格斯機制﹝Higgs mechanism﹞
想解決標準模型在這邊的問題,
其中希格斯玻色子被預測會是一個存在的粒子。
如果真如希格斯機制的預測,那希格斯玻色子不只可以解決標準模型的缺陷,
更是基本粒子到我們巨觀物質世界的重要橋梁,
希格斯玻色子會是物質世界的基本組成和不可或缺的一部份。
更因為諾貝爾獎得主利昂‧萊德曼﹝Leon Lederman﹞的一本書
"The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question?"
﹝上帝粒子:如果宇宙有答案,那該問什麼?﹞,
讓媒體注意到了這個理論,並且把希格斯玻色子稱為「上帝粒子」。
不過很多科學家不喜歡這個名稱,因為它太誇大希格斯玻色子的重要性
﹝實際上是要解決的問題太多,希格斯玻色子只是其中的一環﹞。

我們真的找的到它嗎?


OK,這樣大概有點概念了,那現在發生了什麼事情?
﹝在粒子加速器裡沒發現新粒子:美國科學家﹞
呃,沒有?這個大玩具撞了老半天,結果我們什麼都沒有發現嗎?
老實說這還蠻像世界末日的,我是說,科學家理論和經費的世界末日。
負責這次實驗的費米實驗室﹝Fermilab﹞確實要在今年九月關門大吉了,
因為美國能源部的預算刪減之故。
而這個實驗結果還是有人不死心,研究人員說希格斯玻色子存不存在的機率依然是 50/50
就如同莎士比亞的名句 "To be or not to be, that isthe question."

不知道 CERN 主任 Rolf-Dieter Heuer 有沒有跟火星人、金星人合作,製作挑戰普朗克長度的計畫?

這是否表示標準模型出了錯?
不過科學家使用它解決了量子場論的強作用力、弱作用力、電磁力等問題,
所以也許我們需要新的理論來處理引力帶來的麻煩。
在科學實驗中,「沒有」也是一種很重要的結論。
就如同愛迪生失敗的使用了數千種製造燈絲的原料
「現在我們知道那些原料不能製造燈絲了」。
雖然沒有得到預期的結果可能讓人有點失望,
不過我們還是得到了進步、科學還是會繼續發展下去。

超過 16 分鐘的反物質掌握,這是 CERN 最近最紅的新聞

不過讓我們來八卦一點,真的在實驗中我們「什麼」都沒有發現嗎?
如果真的有什麼「爆炸性」的發現,會那麼坦誠地公開讓大眾知道嗎?
一些新聞也透漏這場實驗我們不是完全的一無所獲:
﹝歐洲核子研究組織喜歡 1000:新的 LHC 紀錄,和反物質捕抓達到 1000 秒﹞
說不定得到的結果、遠比這些內容更多:
科學家們早就打開異次元的通道、和未知生物接觸了。
也許陰謀論者會比較喜歡這個結論─
隨著人類掌握了越來越多強大但未知的力量,我們離世界末日是越來越近了。

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