欧洲核子研究中心(CERN)最近一次震惊物理界的成果当属利用大型强子对撞机(LHC)发现了希格斯玻色子——“上帝粒子”,一种亚原子粒子,其作用是解释为何其它粒子会拥有质量。“上帝粒子”是人类认识宇宙的一面最直接的镜子:理论上认为它应当是构成宇宙的最基本组成部件之一,因为如果作为质量之源的它确实存在,物理学家就可能因此推测出宇宙大爆炸时的情景以及占宇宙质量96%的暗物质(包括暗能量)的情况。 距日内瓦机场不远处的瑞士与法国边境上,矗立着一个棕色大圆球,这里就是欧洲核子研究中心。对普通人来说,这里既神秘又神奇。说它神秘,是因为这里从事的研究,大到浩翰宇宙,小至微观粒子;远可追溯到100多亿年前的宇宙大爆炸,近到我们今天物质世界的构成。说它神奇,是因为它汇萃了全球粒子物理领域的顶尖级人才。地下100深处的大型强子对撞机,更是人类想像力与创造力的完美集合。 粒子物理研究的领跑者 1949年,第二次世界大战刚结束不久,在瑞士洛桑举行的一次由联合国教科文组织主办的国际会议上,欧洲原子能委员会宣告成立。1953年,欧洲原子能委员会决定联合建立一个研究中心,因为按照当时的国力,没有一个欧洲国家能单独建立起研究中心。1954年,欧洲12个国家联合在日内瓦近郊的瑞法边境地区建立起了“欧洲核子研究中心”,以欧洲原子能委员会的法文缩写CERN命名。
核子中心最初主要是从事原子核领域的研究,后来其功能和任务发生很大改变,但名称未再改动。经过半个多世纪的发展,“欧洲核子研究中心”已成为当今世界粒子物理前沿研究领域的领跑者,拥有质子同步回旋加速器、超级质子同步回旋加速器及目前世界上最高能量的大强子对撞机等全系列的粒子加速器系统。对人类的基础科学研究,推动新技术新发明及尖端人才培养做出了重要贡献,是目前唯一拥有联合国大会观察员资格的国际前沿基础研究组织。 CERN的行政和运营设备坐落于汝拉山脚下,处于法国和瑞士的边界,大多数员工每天要穿梭于边界数次,你能经常看到18号电车,从日内瓦而来,终点是CERN的接待处
下了电车后,你会首先看到这个超大的穹顶建筑,它的名字叫“Globe of Science and Innovation”(科学和创新之球),用来举办各类展览。尽管它的表面看起来似乎是锈迹斑斑,但其实是由木材建造的 沃斯博士是一名来自德国的物理学家,在核子中心工作了近40年,目前是核子中心国际关系部负责对中国及其他非成员国关系的官员。他介绍说,核子中心现有来自20个成员国的3000多名工作人员,每年还有来自100多个国家的一万多名合作科学家及访问学者。这里聚集了全球粒子物理研究领域的高端人才,每年产生1000多篇博士论文。(2014年1月15日,欧核中心正式接纳了它的新成员:以色列,其成员总数变成21个) 另外,核子中心还为全球学生和教师们提供了广泛的教育和培训计划,其中包括研究生暑期课程,博士生培训课程,客座科学家研究计划等。将不同国家和文化的人团结在一起,实现智力与文化的融合,激发创造能力,是核子中心的使命之一。 人类具有强烈的好奇心。物理学研究,应该说就是受这种好奇心的驱动。核子中心的任务之一就是粒子物理研究,这也是人类最前沿一项研究。物理学家们确信,今天的世界形成于137亿年前的一次宇宙大爆炸。那么,大爆炸是如何发生的?早期宇宙是什么样子?物质是如何形成的?如果说大爆炸创造了等量的物质和反物质,那么,为什么宇宙中的物质多于反物质?物质的构成形态是什么?有没有“上帝粒子”?核子中心的科学家们就是要对这一系列的疑问做出解答。 走进33号建筑(CERN的接待和游客中心),地板上是一个千变万化的“Cosmic Song”(宇宙之歌)地板,由法国设计师Serge Moro在1986年设计建造,其颜色的变化代表着宇宙射线粒子对地球的撞击 CERN写字楼前的一片草地上是探测器墓地,安放着废弃的粒子探测器,充满复古的现代艺术气息
CERN园区内收集了不少20世纪中期的经典设计 科技创新的摇篮 前沿基础研究的另一项主要功能就是推动新技术的研发。我们今天所熟知的3W网、计算机网格技术、手机触屏等新技术,最早都是诞生在核子研究中心。
在这个走廊办公室中,WWW万维网的基础技术被开发出来 3W网就是我们平时使用的WWW,是英文World Wide Web的简称。说起3W网的诞生,最初还是源于核子中心本身的内部需求,或者说是核子中心为工作需要开发出的一个内部信息共享平台。因为核子中心不是一个孤立的实验室,而是一个广泛的社区,其中包括来自100多个国家的1万多名科学家。这些科学家们多数时间是在本国的大学和实验室工作。所以,核子中心感到有必要建立一个虚拟的交流空间,满足世界各地科学家之间的自动信息共享。完成这一革命性发明的,就是核子中心的英国籍科学家蒂姆?伯纳斯?李,时间是1989年。核子中心当时所建的网站“Info.cern.ch”因此成为世界上第一个网站和Web服务器的地址。如今,在欧洲核子研究中心的展览大厅,陈列着最初的那台电脑,上面附有一个标签,用红墨水手写着:“这台机器是服务器,请不要关机!”1991年12月,美国的第一个Web服务器也诞生在加利福尼亚州的一个粒子物理实验室。 还有一项技术就是今天广泛使用的手机触摸屏,也是核子中心的发明。当初,这一技术只是用于加速器的控制系统。后来鼠标发明之后,这项技术就被丢弃了。所以,触摸屏的发明是在鼠标之前。近几年,手机开发商又重新发现并利用这一技术,成为现在所用的手机触摸屏。 沃斯博士介绍说,另一项正在研发中的新技术,如果成功将大大造福于人类,这就是使用高能量的质子及其他重离子束治疗癌症。目前,癌症治疗方面应用的是X射线,价格便宜,技术难度也不大,弊端是会损害健康细胞。与X射线不同,质子及其他重离子束可以准确聚焦对准病变位置,摧毁肿瘤,另外基于其特殊的物理特性,可以根据肿瘤部位的深度调整重离子束的能量,在杀伤肿瘤组织的同时不会对前后的健康细胞造成损害。 如此说来,核子中心不仅仅从事前沿基础研究,更在利用他们所掌握的最新知识,研发实用技术,改变着我们的世界及我们每一个人的生活。 |
Powered by Discuz! X3.2 © 2001-2013 Comsenz Inc.