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希格斯粒子是一种基本粒子，被认为是质量之源。
揭示希格斯粒子是基于对粒子物理的研究，特别是对元素粒子间相互作用理论的完善。
以下是揭示希格斯粒子的一些关键点：
1.理论预测：在1960年代，物理学家彼得·希格斯等人提出了一个理论，称为希格斯机制。
该机制解释了为什么其他基本粒子会有质量，同时也预测了一个新的基本粒子——希格斯粒子。
2.粒子加速器实验：为了寻找希格斯粒子，科学家在世界各地建设了大型粒子加速器，如欧洲核子研究组织（CERN）的大型强子对撞机（LHC）。
这些加速器能够加速粒子，使其以近光速碰撞，从而产生更高能量的粒子碰撞事件。
3.实验数据分析：通过分析加速器实验产生的粒子碰撞事件数据，科学家寻找希格斯粒子的迹象。
这涉及大量的数据处理和统计分析，以识别与希格斯粒子相关的特征。
4.实验结果宣布：2012年，CERN宣布在LHC实验中发现了一种与希格斯粒子特征相符的粒子。
后续进一步的实验证实了该发现，并于2013年赢得了诺贝尔物理学奖。
5.希格斯粒子的重要性：希格斯粒子的发现填补了基本粒子理论中的空白，为我们对物质结构和宇宙起源的理解提供了重要线索。
它的发现对粒子物理学的进一步研究，特别是对新物理学现象和粒子之间相互作用的探索，具有重要意义。
通过对希格斯粒子的揭示，我们更加深入地认识了宇宙的基本结构，推动了粒子物理学的发展，并为新的科学研究提供了新的启示和方向。
高能粒子物理实验结果解读近年来，高能粒子物理实验在科学领域中扮演着重要的角色。
通过研究宇宙中最微小的组成部分，科学家们可以揭示物质的本质以及宇宙的起源。
本文将通过解读几个重要的高能粒子物理实验结果，带您一窥科学界的最新进展。
实验一：希格斯玻色子的发现在2012年7月，欧洲核子研究中心的“大型强子对撞机”（Large Hadron Collider，LHC）宣布成功发现了希格斯玻色子（Higgs boson）。
这项发现对于揭示基本粒子和宇宙起源非常重要。
希格斯玻色子是标准模型中的最后一个基本粒子，它被认为是给予其他粒子质量的“赋予者”。
通过LHC对撞产生的高能粒子，科学家们在实验中发现了类似希格斯玻色子的能量波峰，从而确定了其存在。
希格斯玻色子的发现对粒子物理学产生了深远的影响。
它验证了标准模型对于基本粒子的理论预言，并为我们进一步探索宇宙的细节提供了重要线索。
实验二：暗物质的探索暗物质是一种组成宇宙大部分质量的物质，但其与我们日常接触的物质相互作用非常微弱，因此无法直接探测到。
为了揭示暗物质的性质，多个实验都在进行中。
一项名为“XENON1T”的实验在2017年进行了为期两年的观测。
该实验利用了一个巨大的液体氙探测器，旨在捕获暗物质粒子与氙原子发生相互作用的瞬间。
虽然该实验并未直接观测到暗物质粒子，但它对暗物质存在的理论模型提供了重要的限制。
此外，美国费米国家加速器实验室的“暗物质粒子探测”（Dark Energy Survey，DES）是另一个重要的实验项目。
该项目使用了一台高灵敏度的相机，通过对数百万个遥远星系的观测，追踪暗物质在宇宙中的分布和演化。
这些数据将有助于确定暗物质的性质以及其对宇宙结构形成的影响。
实验三：中微子振荡的观测中微子是一种非常微小的基本粒子，没有电荷且质量极小。
然而，随着实验技术的进步，科学家们成功观测到了中微子的奇特行为——中微子振荡。
“超级神冈中微子实验”（Super-Kamiokande）是其中一项里程碑式的实验。
粒子物理实验中新粒子探索研究进展当前，粒子物理学研究中，对新粒子的探索一直是科学家们关注的焦点。
在国际上，通过大型加速器实验、探测器仪器的更新等手段，我们对新粒子的探索和研究取得了长足的进展。
本文将介绍目前粒子物理实验中新粒子探索的研究进展。
首先，我们来介绍一下粒子物理实验中的两个重大项目：欧洲核子中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）和美国费米国家加速器实验室（FNAL）的德州巴图林实验室（Tevatron）。
这两个实验装置是目前粒子物理研究的重要平台。
在LHC实验中，科学家们通过高能强子对撞，以期观测和探索新粒子的存在。
其中最令人兴奋的发现是2012年的希格斯玻色子，通过ATLAS与CMS两个实验团队的对撞机实验，最终得出希格斯玻色子的发现。
希格斯玻色子的发现意味着标准模型中的最后一种基本粒子被找到，也为我们进一步探索宇宙演化的奥秘提供了新的线索。
此外，LCH实验还通过KMI合作者提供的700多TB的数据，共同研究了诸如重子、质子蓝点、衰变等问题。
还有一些其他的探索项目，如寻找暗物质粒子等，也在进行中。
而Tevatron实验室则曾是全球最大的强子对撞机，通过Tevatron取得的研究成果丰富多样。
例如，2008年，Tevatron实验室的D0实验组宣布，他们在数据中发现了一种在标准模型中没有被观测到的粒子——轻子-轻子强子(Light-Light Flavor)粒子。
这一发现对于进一步研究弱相互作用和强相互作用等物理过程起到了重要的作用。
Tevatron实验室的成果为整个粒子物理学领域带来了突破性的发现，我们期待更多的研究成果。
除了上述实验平台外，国际粒子物理学界还有不少其他颇具影响力的团队和实验。
例如，位于中国的北京正负电子对撞机（BEPC）通过电子-正电子对撞研究，取得了一系列重要研究成果。
例如，诺贝尔奖获得者杨振宁等科学家在BEPC上成功地对正负粒子进行深入研究，对研究宇宙学、物理学等领域的发展起到了积极的推动作用。
粒子物理学中新发现粒子的探测与分析近年来，随着科学技术的不断发展，粒子物理学领域不断涌现出新的发现，其中包括新发现粒子的探测与分析。
这些新发现为我们对于宇宙的认知提供了更深入的理解，也推动了科技的进步和应用。
在粒子物理学中，粒子的探测是十分关键的一环。
为了观察和分析粒子，科学家设计了各种先进的探测器和实验装置。
例如，位于瑞士日内瓦的大型强子对撞机（Large Hadron Collider，LHC）就是一个世界级的粒子物理实验设施。
LHC采用双环冷却磁铁和超导材料等技术手段，产生高能量的质子束流，然后让其在加速器中高速碰撞。
通过这种方式，科学家能够模拟宇宙大爆炸后瞬间形成的高温高能环境，从而观察和记录各种粒子的性质和相互作用。
通过粒子的探测，科学家发现了许多新粒子。
其中，最重要的一次发现就是2012年的希格斯玻色子。
希格斯玻色子是一种质量很大的基本粒子，在标准模型中被认为是赋予粒子质量的粒子。
为了探测希格斯玻色子，科学家借助于LHC提供的高能质子碰撞，观察其衰变产物。
通过巧妙的实验设计和复杂的数据分析，最终在信号背景中分离出了希格斯玻色子的存在。
随着粒子的发现，科学家对于它们的性质和相互作用进行了深入的分析研究。
通过测量粒子的质量、自旋、电荷等性质，科学家能够进一步了解它们的基本属性。
同时，科学家还通过研究粒子之间的相互作用，揭示了宇宙中强、弱、电三种基本力的本质。
例如，通过观察粒子的衰变过程，科学家发现了弱力的一个重要载体粒子——W和Z玻色子。
这一发现为弱相互作用的理论构建提供了强有力的证据。
与此同时，科学家还尝试分析不同粒子之间的关联性。
通过观察粒子衰变产生的粒子之间的角分布和动量分布等信息，科学家能够揭示宇宙中基本粒子的起源和演化。
例如，通过粒子的偏振研究，科学家推断出宇宙早期的对称破缺过程，以及宇宙中存在的暗物质。
粒子物理学中新发现粒子的探测与分析不仅仅是对自然规律的探索，还具有重要的应用意义。
Higgs粒子发现及其对物理学领域意义探究引言：Higgs粒子的发现被誉为现代物理学的一项重大里程碑。
它的发现不仅验证了物理学中的标准模型，也对我们对宇宙起源和基本粒子行为的理解产生了深远的影响。
在本文中，我们将探讨Higgs粒子的发现过程以及它所带来的物理学领域的重要意义。
一、Higgs粒子的发现过程Higgs粒子最早由彼得·希格斯和弗朗索瓦·恩格斯在上世纪60年代提出，并预测其存在。
然而，直到2012年，瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）才成功地发现了这一粒子。
通过大量的实验数据和复杂的数据分析，科学家们最终得以确认Higgs粒子的存在。
在LHC的实验中，科学家们利用强子对撞机高速碰撞质子，并通过粒子探测器来观察和记录粒子碰撞后产生的粒子轨迹。
通过对大量数据进行筛选和分析，隐藏在海量数据中的Higgs粒子的存在得以揭示。
这一发现被称为“世纪之发现”，引起了全球科学界的广泛关注和热烈讨论。
二、Higgs粒子的物理学意义1. 解释粒子质量的机制Higgs粒子的发现填补了物理学中一个重要的空缺，即质量的起源。
根据希格斯和恩格斯的理论，物质中的各种基本粒子获得质量的机制是通过与Higgs场相互作用。
这个场被称为“希格斯场”，而Higgs粒子则是希格斯场的激发态。
2. 验证标准模型标准模型是目前对基本粒子和其相互作用最准确的描述。
Higgs粒子的发现进一步验证了标准模型中的希格斯场存在的假设，通过与其他粒子的相互作用来赋予它们质量。
这一发现对标准模型的完整性和准确性提供了重要的支持。
3. 揭示暴露出的新物理现象可能性Higgs粒子的发现不仅是一项重大的科学成就，也为进一步研究新物理现象和力量提供了线索。
科学家们希望通过进一步研究Higgs粒子的性质，揭示宇宙的更深层次的奥秘，例如暗物质的性质和宇宙背后的能量来源等。
4. 促进新技术和应用发展Higgs粒子的发现对技术和应用的发展也产生了积极影响。
标准模型Higgs机制概述标准模型是现代粒子物理学中最为成功的理论之一，它描述了构成宇宙的基本粒子，以及它们之间的相互作用。
其中一个关键组成部分是Higgs机制，它解释了粒子如何获得质量的机制。
本文将对标准模型的Higgs机制进行概述，并介绍其在物理学领域的重要性。
一、标准模型简介标准模型是描述微观世界的一个理论框架，它由三类基本粒子组成：强子、轻子和规范玻色子。
其中，强子包括质子和中子等构成原子核的粒子，轻子包括电子和其它带电粒子，规范玻色子包括介导基本粒子相互作用的光子、弱相互作用的W和Z玻色子，以及强相互作用的胶子。
标准模型通过这些基本粒子和粒子之间的相互作用来解释物质的性质和现象。
二、Higgs机制的提出Higgs机制由彼得·希格斯等科学家在20世纪60年代提出，它用于解释基本粒子如何获得质量。
根据Higgs机制，粒子的质量来源于宇宙中弥漫的希格斯场。
希格斯场是一种具有非零真空期望值的场，与其他粒子的相互作用导致它们获得质量。
三、希格斯场与希格斯玻色子希格斯场的存在意味着宇宙中处处弥散着一个希格斯玻色子。
希格斯玻色子本身是一种基本粒子，它是标准模型理论中最新发现的粒子。
2012年，欧洲核子研究组织（CERN）的大型强子对撞机（LHC）实验室通过实验证实了希格斯玻色子的存在。
四、希格斯机制的重要性Higgs机制对标准模型的完整性具有重要作用。
它解释了为什么规范玻色子和某些费米子具有质量，而其他粒子（如光子）却没有质量，从而使得标准模型对粒子物理实验的预测与实验观测符合良好。
同时，希格斯机制也为开展更深入的粒子物理研究提供了线索。
五、Higgs机制的实验验证希格斯机制的验证是粒子物理学中的重大突破。
2012年，CERN的LHC实验证实了希格斯玻色子的存在，这一实验结果被认为是对Higgs 机制的有力证据。
通过精确测量希格斯玻色子的质量和与其他粒子的耦合强度，科学家对Higgs机制进行了深入研究，并取得了重要的理论和实验进展。
2002年欧洲粒子对撞机实验结果2002年，欧洲粒子物理研究中心（CERN）的欧洲粒子对撞机（LHC）进行了一系列重要的实验，这些实验结果对于理解基本粒子的性质和宇宙的起源具有重要意义。
本文将介绍2002年欧洲粒子对撞机实验的一些关键结果。
1. 发现了标准模型中的希格斯粒子希格斯粒子是标准模型中的最后一块拼图，其存在与否对于我们理解基本粒子的质量来源至关重要。
在2002年的实验中，研究人员通过对撞机中产生的粒子进行精确测量，成功探测到了希格斯粒子的存在。
这一发现为粒子物理学的研究提供了重要的证据，并为后续的研究奠定了基础。
2. 验证了夸克对产生的电弱相互作用夸克是构成物质的基本粒子之一，其电荷和电弱相互作用是粒子物理学的基本问题之一。
2002年的实验通过对夸克对的产生和衰变过程的观测，验证了夸克对的电弱相互作用。
这一实验结果进一步证实了标准模型的正确性，并对于解释宇宙中物质的生成和演化过程具有重要意义。
3. 发现了新的重子态重子是由夸克组成的复合粒子，对于我们理解物质的组成和性质具有重要意义。
在2002年的实验中，研究人员观测到了一些新的重子态，这些重子态的质量和衰变特性与已知的重子有所不同。
这一发现为我们理解夸克之间的相互作用提供了新的线索，并为进一步研究重子的性质提供了契机。
4. 观测到强子产生的奇异共振态奇异共振态是由奇异夸克（strange quark）组成的粒子，其在对撞机实验中的观测对于研究奇异夸克的性质具有重要意义。
在2002年的实验中，研究人员首次观测到了由奇异夸克产生的奇异共振态，这一发现进一步证实了标准模型对于强子相互作用的描述，并为研究奇异夸克的性质提供了重要线索。
5. 发现了一些罕见的粒子衰变过程在2002年的实验中，研究人员还观测到了一些罕见的粒子衰变过程，这些过程在标准模型中的概率非常低。
通过对这些罕见过程的观测和测量，研究人员可以验证标准模型的准确性，并寻找可能存在的新物理现象。
希格斯粒子希格斯粒子在诸多科普文章中被冠以“上帝粒子”之称，主要是因为与之相关的“希格斯机制”是一种为微观粒子赋予质量的机制，在某种程度上，希格斯粒子是一个“质量创造者”。
那么，希格斯粒子究竟是怎么一回事呢？希格斯机制又是怎么让粒子产生质量的呢？我们身上的所有物质的质量都来自希格斯机制吗？笔者将这篇文章中，尝试用浅显易懂的方式讲述希格斯粒子的故事。
我们的故事将从对称和对称破缺开始。
第一章对称性与对称破缺在笔者看来，对称性与对称破缺所蕴含的思想和现象，是现代物理学中最迷人最优美的发现，它们广泛存在于自然现象中，也蕴含着极为深刻地哲学思想。
简单地说，“对称”代表着一种美，而它的“破缺”则是一种“不完美”的体现，是一种“美的破缺”，而恰恰是这种“美的破缺”营造了我们这个丰富多彩的世界，而在“破缺”中又无处不体现着对称的美，科学思想的精妙体现于其中，令人赞叹。
早在古希腊时代，西方哲学的先哲们就已经开始探索各样的“对称”，并开始为科学发展奠定思想的根基。
从那个时代开始，“对称性”就成为了美的象征，甚至成为了一种科学的信仰。
我们看到世界各地的建筑设计，室内装潢，景观布置，乃至城市区域规划都采用了大量具有各种对称性结构的几何图案，例如老北京城的中轴线就体现了对称性的美学效应。
人类对于对称性的喜爱和使用超越了时间跨度和文化差异，人类对对称性的探索和理解也在随着数学思想的发展逐步深入，走过了从直观到抽象的跨越，但对于对称性的美的信仰却从未来改变。
老北京城的中轴线随着数学理论的发展，人类对对称性的理解上升到了新的高度。
数学的“群论”成为了科学家们研究对称性的有力工具。
群论在数学上是一个抽象的概念，直观地说，群论是用来研究各种“变换”的，群的元素就是一种对称性的“操作”，这些变换或者操作组成的集合就是一个“群”。
那么为什么群论能够成为研究对称性的基本工具呢？“对称的破缺”又是如何在其中体现出来的呢？我们用一个简单的例子来解释这个问题。
粒子物理学的新进展概述粒子物理学是探索宇宙最基本构成的一门学科，通过研究微观世界中的粒子来揭示物质的本质和基本相互作用。
近年来，随着实验技术的不断进步和理论研究的深入，粒子物理学迎来了新的进展。
本文将介绍近年来粒子物理学领域的新发现和新技术，以及这些进展对科学研究和人类社会的意义。
新发现发现了希格斯玻色子希格斯玻色子是粒子物理学标准模型中最后一个被发现的基本粒子。
2012年，欧洲核子研究中心的超级强子对撞机（LHC）实验团队通过对质子对撞产生的粒子进行探测，首次观测到了希格斯玻色子的存在。
希格斯玻色子的发现对于理解基本粒子的质量起到了重要的作用。
根据标准模型，粒子的质量是由希格斯场赋予的，而希格斯玻色子是希格斯场的量子。
希格斯玻色子的发现进一步证实了标准模型的准确性，并为理解基本粒子物理学的细节提供了重要线索。
发现了新的奇异粒子在LHC实验中，科学家们不仅发现了希格斯玻色子，还发现了一系列新的奇异粒子。
奇异粒子是一类由奇异夸克组成的粒子，它们在自然界中非常稳定，可以通过实验进行研究。
通过对奇异粒子的研究，科学家们可以进一步验证标准模型。
除此之外，奇异粒子的研究还有助于解答一些物质形成的基本问题，例如反物质和暗物质的产生机制。
探索了中微子振荡中微子是标准模型中的一种基本粒子，它几乎不与其他粒子发生相互作用，因此很难直接探测和测量。
然而，科学家们通过实验室和天文观测，发现了中微子的振荡现象。
中微子的振荡意味着它们可以在空间中自发地变换成不同的种类。
这一发现揭示了中微子的质量非常小，且不同种类的中微子之间存在着相互转换关系。
中微子振荡的发现对于理解中微子的性质和宇宙演化过程具有重要意义。
此外，中微子的振荡现象也为研究能量产生和传输机制提供了新的思路。
新技术提高粒子对撞机的能量粒子对撞机是研究微观世界的重要设备，它能够将粒子加速到非常高的能量并相撞。
近年来，科学家们通过改进加速器技术和设计新的加速器结构，成功提高了粒子对撞机的能量。
3、现代物理学对于希格斯粒子的实验探究格林在他的《宇宙的结构》一书所说：当代理论已进入实验技术无法触及的领域；从古代用土、空气、火和水（我国是用金木水火土）解释宇宙到今天，人类所取得的很多成绩，如从牛顿理论到20世纪的革命性发现，都是由理论预言到实验结果的精确符合而得以验证，但时间推移到了20世纪80年代中期，我们似乎成了过去辉煌的受害者。
例如什么都没有这种说法，是非常微妙的；现代理论中的希格斯海就存在于整个空间。
在量子力学以及希格斯物理学诞生之前的物理学中，如果某一空间区域中没有粒子且每种场的场强值都为0，就是完全空的。
这里希格斯海，是希格斯物理学中假想的一种场。
希格斯粒子就是希格斯场所形成的希格斯海能赋予其他种类的基本粒子以质量----的最小组成。
由此格林也说，希格斯粒子的发现将是一个里程碑式的成就，因为它是理论粒子物理学家和宇宙学家在没有任何实验证据的情况下提出了几十年的粒子存在。
1988年诺贝尔物理学奖获得者莱德曼在其与和泰雷西合著的《上帝粒子：假如宇宙是答案，究竟什么是问题？》的结尾充分流露出了物理学家们对终极前景的渴望，他这样写道：“天空中出现了一道炫目的光芒，一束光亮照亮了我们这位沙滩主人。
在巴赫B小调弥撒曲庄严、高潮的和弦配乐下，也可能是在斯特拉温斯基的短笛独奏《春之祭》中，天空中的光慢慢地变成了上帝的脸，微笑着，但带着极度甜蜜的悲伤表情。
”２０００年９月，欧洲核子研究中心大型正负电子对撞机（ＬＥＰ）研究项目的科学家介绍说，他们在实验中发现了一些表明希格斯玻色子存在的迹象。
天使似乎终于露出了她的微笑，然而可惜的是，天使的笑容并非如同蒙娜丽莎般永恒。
当人们为欧洲核子研究中心的科学家们更确切的证据翘首期待一年之后，等来的却是相反的结果：科学家们没有发现希格斯玻色子存在的证据。
如果说有发现的话，那只是去年“发现希格斯玻色子存在迹象”的实验数据分析错误。
２００１年１２月，欧洲核子研究中心的科学家在进行了为期一年的数据分析后，公布了对该中心大型正负电子对撞机关闭前最后５年为寻找希格斯玻色子而进行的大量实验的结果：没有发现希格斯玻色子存在的证据。
由于现有理论估计希格斯玻色子的质量可能为８０吉电子伏，但欧洲核子中心利用ＬＥＰ在１１５吉电子伏的能量水平上依然没有找到希格斯玻色子，因此许多科学家对这一结果感到十分失望。
在这一结论的基础上，科学家们预计希格斯玻色子存在的可能性仅剩下３０％，如同欧洲核子中心的科学家尼尔·卡德所说：“我们失去了大部分的狩猎场”。
(一)日本向解开质量起源之谜迈进一步作者：钱铮 来源：科学时报 发布时间：2007-4-26 23:42:29新华社电 日本高能加速器研究机构和京都大学4月２４日宣布，两家机构组成的研究小组依靠严密的计算机模拟，在世界上首次验证了量子色动力学中的手征对称性自发破缺现象，向解答“为什么物质会有质量”这样的问题又迈进了一步。
科学界认为，构成物质基本粒子之一的夸克虽然现在有质量，但在宇宙诞生的大爆炸之后的很短时间内并没有质量，那时的夸克以光速在宇宙空间自由飞行。
研究夸克获得质量的过程，对解开物质具有质量之谜至关重要。
两家机构联合发布的新闻公报解释说，以光速运动的粒子具备的固有性质称为手征对称性，因为只有质量等于零的粒子才能够以光速飞行，所以只有像１３７亿年前宇宙刚刚诞生时的夸克这样没有质量的粒子，才具备手征对称性。
按照现在的基本粒子理论，夸克获得质量的过程分成两个步骤，其一是与希格斯玻色子相关的希格斯机制，其二是手征对称性自发破缺现象，夸克通过前者获得其质量的２％，而后者则赋予夸克９８％的质量。
高能加速器研究机构和京都大学的研究人员依靠称为“格子量子色动力学”的计算机模拟，验证了手征对称性自发破缺现象。
新闻公报说，这种计算机模拟采用的理论，是一种在格子量子色动力学中能严密保持手征对称性的理想的格子理论，但其运算量是以往方法的１００倍以上。
本次模拟采用最新型超级计算机，并改进了算法，验证了手征对称性自发破缺现象的存在，证实了夸克获得质量的第二个步骤。
自牛顿力学问世以来，物质有质量看起来是天经地义的事情，但最近１００多年来这个问题却困扰着物理学家们，各种假说纷纷问世，至今它仍是物理研究的一个前沿课题。
根据目前公认的理论，解开质量起源之谜的关键是找到自旋为零的希格斯玻色子。
目前科学家已找到粒子物理学标准模型预言的各种其他粒子，但唯独没有找到自旋为零的希格斯玻色子。
这一理论认为，质量产生后，在宇宙中会留下这种特殊的希格斯玻色子。
如果这种粒子被找到，那么物质质量之谜方能得到破解。
由于这种粒子的重要性和神秘性，科学家形象地称它为“上帝的粒子”。
（二）、华尔街日报：粒子对撞揭开宇宙秘密/ 2008-09-12 00:13:46 来源: [ 华尔街日报] 粒子物理学是一门高深莫测的科学，而且将变得更令人胆战心惊。
欧洲核研究组织(CERN)于2008年9月10日启动了全世界最强大的粒子加速器，将第一束粒子流射入位于地下330英尺深、17英里长的一个加速轨道，从而标志着近期最雄心勃勃同时备受争议的粒子物理实验正式开始。
一些批评人士担心，这项实验可能会引发黑洞，从而吞噬整个地球。
但科学家们相信，这个“不成功则成仁”的尝试将有助于解决长期以来人类对宇宙的很多疑问。
相对论和量子力学这类的宏伟理论可以解释宇宙中的一些运行规律，但彼此无法相容。
爱因斯坦的理论在解释恒星这类大型物体时很有效，但在解释粒子极微小运动时却束手无策。
科学家希望借助这项实验找到一些线索，将这些零散的理论融会贯通起来。
这台“大型强子对撞机”(Large Hadron Collider，简称LHC) 位于瑞士日内瓦，设计目的是让质子在接近光速的速度下发生碰撞，释放出130亿年前宇宙大爆炸(Big Bang)以来从未出现过的庞大能量。
第一次粒子撞击计划于2008年10月进行，CERN的科学家将仔细观察粒子碰撞后的残余，找到以前未曾发现过的粒子、其他维度的空间、暗物质存在的证据，以及希格斯玻色子(Higgs boson)──一种物理学家认为是其他粒子构成基础的神秘物质。
物理学家们从事的这个项目事关重大，已经筹备了14年，投入90亿美元。
如果研究人员未能在实验中找到游离的希格斯玻色子，那可能意味着他们在错误的道路上浪费了数十年的大好时光。
除了可能出现吞噬地球的黑洞──当然，CERN的科学家认为这是不可能的，让物理学家更抓狂的实验结果也许是找到了希格斯玻色子，但除此之外别无它物。
这个结果将确认一些物理学家早已提出的理论，但无助于解释其他许多宇宙谜题。
比如说，科学家无法解释为什么重力会比其他的基本物理力弱得多，以及为什么只有5%的宇宙是可见的。
此外，他们也面临尴尬局面，无法消除爱因斯坦的相对论与解释微观物理规律的量子力学之间的矛盾之处。
虽然投入数十亿美元，但宇宙的奥秘有很大可能依然无法解开。
“如果LHC只找到希格斯玻色子而没有其他物质，那科学家就很难说服大众再建造另一台大型粒子加速器。
” 美国普林斯顿高等研究所(Institute for Advanced Study in Princeton)的理论物理学家尼玛？阿卡尼哈迈德(Nima Arkani-Hamed)说道。
现在，物理学家将所有的希望都寄托于这台埋在法瑞边境地下的超大型粒子冲撞机上。
这台机器将反向射出两束质子流，质子流通过由超导磁体包围的两根钢管，以每秒11，245圈的近光速运行，最终在四个交点会合，预计每秒将产生6亿个粒子碰撞，从而再现宇宙大爆炸时猛烈无比的粒子浓汤。
为研究这项实验的结果──仿佛就像是粒子层面的火车大碰撞──CERN的科学家建造了四个地下观测器，能记录撞击时产生的能量以及粒子碰撞后内部物质喷出的速度。
其中有个名为Atlas的观测器，是一个七层楼高的圆柱体，由钢铁、充气铝管、液态氩和光纤制成，重量为7，000吨，和艾菲尔铁塔一样重。
Atlas和其他三个观测器把数据传输到CERN的3万台电脑上，由电脑对数据进行筛选，从而发现超出传统物理学范畴的异常现象。
那么，CERN的物理学家将寻找哪一类奇怪的量子事件呢？他们的主要任务是找到希格斯玻色子，也叫“上帝粒子”。
如果他们的计算正确，希格斯玻色子能产生一个弥漫的域场，对穿过其中的粒子施加一个拉力。
物理学家相信正是通过这一名为“希格斯力”的过程，电子和其他粒子才得以产生。
“这是解开宇宙构成秘密的一个关键所在。
” 位于美国伊利诺斯州Batavia的费米国家加速器实验室(Fermi National Accelerator Laboratory)的理论物理学家约瑟夫？里肯(Joseph Lykken)说道。
其他粒子对撞机都未能幸运地找到希格斯玻色子，但物理学家认为，LHC对撞实验所爆发的能量──约为14万亿电子伏──应该足以使其产生。
问题在于，没人知道希格斯玻色子长成什么样子，因此很难发现它，而且它也可能很快衰变为其他已知粒子，如介子和光子等。
因此，CERN的科学家将通过各种形式寻找它的存在。
举例而言，有一个名为“微型介子螺线管”(Compact Muon Solenoid)的探测器，配备有80，000块富铅玻璃用于追踪光子，负责操作的科学家将寻找“希格斯跳跃”(Higgs bump)──即光子在对撞发生四散飞出时一种异于平滑运动轨迹的跃动。
物理学家还希望从中找到支持新一代物理理论的证据，比如超对称性原理(supersymmetry)──这种理论认为，每个粒子都有一个未被发现的“超级伙伴”。
假使对称性理论得到证实，将使已知粒子的数量增加一倍，并帮助物理学家实现一个长久以来的追求目标，也就是把几种控制物质运动的力──重力、电磁力、强核力和弱核力──在理论上融为一种单一的基本力。
这台粒子对撞机还可能让我们发现已知四维空间以外的空间维度。
当质子撞击开始时，物理学家将寻找撞击前蕴含能量与撞击后产生能量之间是否存在不平衡。
根据物理学基本原理，撞击前后的能量应该是守恒的。
如果能量经常性地出现流失现象，那可能意味着能量消失在另一个空间维度中。
这个发现将给玄理论(string theory)提供有力支持。
这个被广泛接受但无法验证的假设认为，物质是由微小颤动的玄(string)构成，并处于11或12个维度的空间中。
研究人员说，最令人震惊的结果可能是，实验结果毫无出奇之处。
这将意味着物理学家用于解释宇宙运行规律的最佳方法、已有35年历史的所谓“标准模型”其实是一条歪路。
“我们知道，希格斯玻色子一定存在。
”加拿大安大略省普里美特理论物理研究所(PerimeterInstitute for Theoretical Physics)的物理学家李？斯莫林(Lee Smolin)说，“否则的话，我们就一直在错误的理论根基上原地踏步。
