探索時空極限大型強子對撞機運行第一年

大型強子對撞機（LHC）的第一年運行非常平穩，雖然因為時間和亮度的關系，還沒有發現希格斯粒子與新物理，但很好地驗證了標準模型以及實現了“小爆炸”，這對研究早期宇宙很有幫助。

英國伯明翰大學的物理學家埃文斯在近距離觀看ALICE探測器中“小爆炸”的發生情景。

大型強子對撞機，英文簡寫為LHC，是最吸引人眼球的科學裝置和實驗。該裝置位于日內瓦附近的瑞士和法國交界處，主要部分安置在一個周長為27公里的隧道中，該隧道最深達175米。

這個隧道并不很新，建造于1983年到1988年之間，曾經安置過大型正負電子對撞機（LEP）。這臺同步加速器為了給LHC讓路在2000年就關閉了，但成果斐然。在運行的11年間，精確確定了粒子標準模型中迄今發現的重量排名第二和第三的兩個粒子的質量，即所謂中間玻色子的質量，同時也精確確定了標準模型中的很多其他參數?？上?，這臺加速器并沒有發現標準模型的最后一個粒子，希格斯粒子。

大型強子對撞機的主要目的是完成大型正負電子對撞機的未竟事業，找到希格斯粒子。當然很多物理學家還期待大型強子對撞機帶給我們更多的驚喜，即超出標準模型之外的新粒子和新物理。

在LHC鉛離子對撞實驗中，出現了新的物質狀態，即夸克-膠子等離子體。

加速器

在談LHC運行一年多中的各種發現之前，我們先簡單說說加速器是什么，我們為什么要建造這些龐然大物。

我們知道，我們用肉眼看東西有尺寸上的限制，原因是我們只能看到可見光，而可見光的波長最短是0.39微米即390納米。光學以及量子力學告訴我們，為了要看到更小的東西，我們需要更短的波長。例如，X光的波長最短達0.01納米。短波的X射線由于波長極短，可以穿透固體，可以探測固體內部以及可以為固體結構成像。同理，更短波長的伽瑪射線可以探測更小的尺度。

物理學家為了探測亞原子結構，還需要其他高能粒子，如正負電子和質子以及反質子。粒子的能量越高，波長也越短（物質波的波長），這樣就可以探測