粒子对撞机的作用是什么？
粒子对撞机，是一种将微观粒子加速对撞的高能物理专业装置。它可以帮助物理学家探索、发现和量化粒子。它最基本的作用是在高能加速器中积累并加速粒子流，达到一定强度及能量时使它们对撞，以产生实验预期的足够高的反应能量。对撞机可以利用一种特殊电磁场将粒子加速到接近光速的极大速度，去轰击其他粒子，打碎本来难以分割的微小粒子，以研究其结构性质和击碎效应。
粒子可达到的能量级400GeV，甚至更高。作为基础学科的研究设施，对撞机在高能物理学领域应用广泛。今天我们来聊聊粒子对撞机在探索宇宙物质起源的天文物理中的作用。20世纪下半叶，物理学家已经知晓了宇宙膨胀的观测结果和大爆炸理论，他们对宇宙起源时比原子更小的亚原子粒子怀有兴趣。如果大爆炸成立，那必须证明存在一种途径，使得一个点上发生的大爆炸能产生今天宇宙中所有的物质。
如果粒子对撞机能揭示物质的真实性质，就可以由此发现最基本的物质是怎样产生于大爆炸之中的。反之，如果实验显示大爆炸中不可能产生最基本的物质，那么大爆炸理论也就不能成立。现代的粒子对撞机非常大。例如，设在瑞士的欧洲联合核子物理中心CERN（又名欧洲粒子物理实验室），它的大型强子对撞机（LHC，Large Hadron Collider ）是目前世界上最大、能量最高的粒子加速器。
它位于地下的隧道加速环的长度达17英里（约27公里），是由34个国家的大学及实验室合作兴建的。粒子对撞机可以把数以百万计的粒子加速至光速的99.999%，粒子流每秒钟在周长27公里的加速环内狂飙11245圈。实验发现的粒子碰撞的过程径迹，是探索宇宙起源最前沿的粒子对撞奇观。重要的实验成果还有b介子、W /-、Z。
等粒子的发现。科学家设想，只要粒子发生碎裂或衰变，就会伴随能量转变和释放，那么对撞机能够证明这一点吗？首先，粒子对撞实验中，科学家精确地测量到了电子与原子碰撞中有多少能量释放出来。表明能量和质量在一定方式下可以相互转换，也测到了接近光速时的粒子所增加的质量。实验得到的结果，再次验证了爱因斯坦狭义相对论的准确性，即E=mc^2。
质能可以相互转换。其次，在大功率对撞机上科学家已经能短暂地达到当初大爆炸1秒钟之内的温度，此刻的碰撞所发生的事实是：在极高温下，碰撞后的粒子径迹出现了极短暂的滞后时差，即碰撞后先产生纯粹的能量，而后再在这些能量中才产生了粒子径迹。这就是物质最初产生的由来。这个实验得到的解释，与其他所有已知的大爆炸存在的证据都是一致的，也与宇宙起始于一次大爆炸的数学模型一致。
大爆炸理论又一次获得实验证据的支持。研究团队反复的粒子对撞实验结果均显示：在粒子对撞机中已经明白无误地观察并记录到，粒子可以变为能量，而能量也可以变为粒子。相对于所有的物质，能量更是最基本的。而大爆炸中产生的足够多的剩余粒子总量形成了如今宇宙的全部物质。这就是粒子对撞机给我们的答案。从这个意义上说，宇宙并非“无中生有”，它来自既不可触摸又无形的能量。
上帝粒子真的存在吗？有什么科学依据吗？
遇事不决，量子力学，量子菌来回答这个问题。上帝粒子真的存在，它就是希格斯粒子，在2012年欧洲核子研究中心利用超级粒子对撞机LHC发现了希格斯粒子的存在。其实所谓的“上帝粒子”只是希格斯粒子的别名绰号而已，就像水浒传里提到及时雨就知道是宋江一样。希格斯粒子是什么？我们知道万物都是由基本粒子组成的，而对于基本粒子，有些具有静止质量的，比如电子，有些粒子却不具有静止质量，例如光子。
所以基本粒子的质量来源就成了困扰科学家的一大问题。物理学家希格斯提出了一种物理机制来解释质量的来源，他认为宇宙中存在着一种希格斯场，基本粒子都处于这个场中。其中，光子胶子不会和希格斯场相互作用，从而没有静止质量。夸克等基本粒子和希格斯场发生作用而获得了质量，作为副产物会出现希格斯粒子。上帝粒子的绰号所以，一旦能通过实验证实希格斯粒子的存在，就会验证希格斯场理论，也就是基本粒子质量来源的机制。
科学家莱德曼在科普书籍中第一次把希格斯粒子称为“指挥宇宙交响乐的粒子”，也称为“上帝粒子”，他谈到其实自己命名为“ Goddamn Particle”, 也就是该死的粒子，但出版商还是建议修改成“上帝粒子”，会更吸引读者，这也算是一种标题党的表现，和上帝以及宗教压根没有啥关系。希格斯粒子的发现希格斯粒子必须在高能粒子束的碰撞中产生，而且会在极其短暂的时间内衰变，很难直接被探测到。
大型强子对撞机真的能将粒子加速到接近光速吗？有何意义？
可以接近光速，但是无法到达光速。其意义主要在于基础物理的研究。关于大型强子对撞机的情况我们可以参考欧洲大型强子对撞机，它是目前世界上能量最大的粒子加速器，可以为质子提供7兆兆电子伏特的能量，质子在加速环中的速度可以达到光速的99.9999991%，一秒钟绕周长为27公里的加速器转11245圈，虽然看似这个速度只和光速差0.0000009%，但是这个微小的差距确实一个永远无法逾越的鸿沟，根据爱因斯坦的相对论我们知道，任何有静止质量的物质都是无法达到光速的，质子虽然微小，但是它也是有静止质量的，大约为1.6726231 × 10^-27 kg。
当质子的速度达到99.9999991%光速时，其质量会有一定的增加，我们可以通过狭义相对论的质速关系公式简单计算一下，在达到99.9999991%光速时质子的质量大约是1.246682234666× 10^-19kg，这已经增加了8个数量级，但是若要再将速度提高0.0000009%倍光速，哪怕整个宇宙的能量都加上也是不够用的。
为什么需要如此快的速度呢？这其实也是建造对撞机的意义。对撞机可以将两束质子分别加速到7万亿电子伏特的极高能量状态，使其对撞能量达到14万亿电子伏特，这种极高的能量密度状态和宇宙大爆炸之初的状态非常相似，质子在这种速度下碰撞会“粉身碎骨”，更微观的结构与物质可以呈现在科学家面前，通过研究这个过程科学家可以了解宇宙与物质的本质问题，包括质量的本质、暗物质、宇宙起源、反物质、额外维度等问题。
建造费用超过3000多亿的大型“粒子对撞机”为什么有人认为必须得搞？
关于大型粒子对撞机是不是需要建造，有两种不同的群体观点，一个是以杨振宁为代表的反对目前建造对撞机，还有一方是以王贻芳为代表的主张建造对撞机，而在网上网民也分为两种不同队伍，其中支持杨振宁反对建造的网友似乎多过支持王贻芳院士主张建造的网友。目前对于对撞机建造与否已经暂时落下帷幕，最终一票的优势，支持暂时不建造的获胜，短时间内已经不会有这方面的考虑，至于为什么最终结果不建造呢，原因其实大致有那么几种，第一种就是高能物理已经达到瓶颈，很难再通过对撞机来获得突破，建造出来也是不会有太大的科研方面的延伸。
第二点就是我们自己自身没有足够的能力独立建造，同时也没有足够的人员能够操作这个大型的设备，最终的结果是我们还是需要靠其他国家的技术帮助，以及靠其他国家的科研人员进行科研操作，自己不会成为主动的主角，只能成为帮手进行研究，至于成果就不好说了。第三就是开销太大，因为估计大型对撞机建造所有需要二十八年的时间，总投资大概3000亿人民币左右，先期的投入建造大约在1400亿左右，这些只是建造费用，后续的使用费用跟维护保养修缮等费用都没有算进去，这些都是天文数字，对于目前来说这么多的费用同样是一笔巨大的支出。
第四由于科研费用每一年都有一定的数额，而且需要花钱的科研项目很多，如果目前去建造对撞机，那么就会大大的压缩了其他科研项目的投入，导致其他项目进度受到影响，从而让我们在同级别竞争当中有可能因为投入不足而导致落后于对手，最终使得自己陷入被动的局面。第五就是对撞机的探索对于眼前的科技进步没有多少作用，基本上在几十年以内对撞机的研究成果都不可能在现实中真正使用到，也就是说现在花那么多钱去建造很长时间没有任何现实作用的东西，意义并不大，眼前被卡脖子的方面很多，实用性特别强，需要把钱花在实用意义上面的项目里去。
第六就是对撞机已经有十几年没有发现新的物质了，也就是说遇到了上限，建造大型对撞机，进行一些研究，最终的结果就是一些人能在物理界获得举足轻重的地位而已，而且很有可能变成我们花钱给别人拿好处，变成他人的嫁衣，所以很多人都不建议建造这个东西。第七就是美国在三十年前就已经否决了对撞机建造的计划，投入数十亿美元全部打水漂，认为是无底洞，对美国科技没有帮助，而最近美国跟欧洲的科学家一直鼓励我们建造这个对撞机 ，很有可能就是想拿这个来拖延我们其他科研的发展进步，把我们误导到另外一条错误的路子上面去。
对于提倡支持建造对撞机的也有自己的道理，首先认为这个钱应该花，第一就是现在国家有钱了，觉得这一点钱都是毛毛雨，根本随手就能拿出来，无伤大雅的事情，觉得3000亿根本不算什么钱，打几个大老虎就能足够了，根本不担心这些钱没有地方拿。第二就是一直以来我们一些大型科研方面都落后，以前是想做没有钱，非常的无奈，现在有钱了就应该加大投入，争取在科技前沿上面掌握主动权，这样在未来我们不至于再次落后，而是能够掌握科学的前沿发展方向，把主动权掌握在自己手中。
第三就是建造对撞机，这样可以吸引一些外国顶级的科学家来到中国进行科研，这样有助于我们国内科技水平的提高，同时能吸引人才加入，对我们的发展非常有帮助，可以成为我们吸收世界顶级科研工作者加入的一个很好的桥梁，所以觉得应该要建造这个对撞机。第四就是我们应该主动的对前沿科学进行探索，不能老是跟在别人的后面去做，应该主动一点，这样才能把握主动，不至于一直作为追赶者，而是可以变成引领者，想要超越就需要敢于去做尝试，不要因为别人不建我们就不做，我们应该抓紧在别人没有做的时候先做，以上这些都是双方的理由，没有对与错，只有谁能说服谁。
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