大对撞机是什么,世界上有哪些好玩的地方
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世界上有哪些好玩的地方
比较大的有以下这几个：
欧洲：LHC（大型强子对撞机，主要位于瑞士和法国，目前世界上最大的强子对撞机）。
日本：ILC（国际直线加速器。在建。）
美国：已有不少大型加速器，如：费米实验室，斯坦福直线加速器等等。超导超级对撞机（Superconducting Super Collider,简称SSC）是史上最大的科学研究建设，因为经费太高昂未建成被放弃。
中国：BEPC（北京正负电子对撞机）、CEPC(Circular Electron Positron Collider，环形正负电子对撞机。在建，建成后将成为世界上最大的对撞机。
大型粒子对撞机是用来做什么的
大型粒子对撞机是用来做物理实验的，大型强子对撞机是粒子物理科学家为了探索新的粒子，和微观量化粒子的新物理机制设备。电子对撞机可以帮助人们进一步了解希格斯粒子性质、宇宙早期演化、反物质丢失、寻找暗物质等一系列未解的关键科学问题，并寻找新的物理规律。
两个粒子相撞，不仅运动状态会改变，还可能会再转化成其他粒子，人类就是用这个方式打开了原子，发现里面存在的各种奥秘。
大型粒子对撞机的建设意义。
大型强子对撞机将两束质子分别加速到14TeV（14万亿电子伏特）的极高能量状态，并使之对撞。其能量状态可与宇宙大爆炸后不久的状态相比。粒子物理学家将利用质子碰撞后的产物探索物理现象，例如，寻找标准模型预言的希格斯粒子、探索超对称、额外维等超出标准模型的新物理。
或许有人会认为，像高能物理学领域高深的理论研究与我们的日常生活没关系，花费数十亿美元有些不值得。100多年前，爱因斯坦发现了质能方程，那就是质量与能量可以互相转化。许多人也认为这个方程毫无用处。但是，以这种理论指导而研制出来的原子弹，让人们见识了高能物理的可怕之处。随后，核能用于发电，又让人们认识到质能方程真正改善了我们的生活。
以上内容参考
大型对撞机是什么东西
据说著名物理学家杨振宁又发表了一段新的谈话，谈话的主旨仍然是对我国计划建造大型环形正负电子对撞机（CEPC）持反对的观点，由此又一次使得网络上充斥着中国要不要建CEPC的争论。说实在话，建与不建，绝非我等小民能左右，国家高层自然会从中国科学发展的战略层面来考虑。但是，无论你是支持者还是反对者，撇开建造CEPC所需的巨额资金不谈，你知道大型对撞机是什么吗？它是怎么撞的？它撞的是什么？它又能撞出什么来？只有搞清楚了这些问题，再去支持或反对，说话才有底气，我个人是这样认为的。下面就来简单说说。
一、什么是大型对撞机？俗话说“耳听为虚，眼见为实”，人类习惯于相信自己眼睛真实看到的东西。在400年前，世界上没人会相信宇宙中的所有物质是由原子构成的，从300多年前开始，人们逐步提出了分子论、原子论，出现了元素周期表，然后到上个世纪才发现了原子核、质子、中子和夸克，从宏观到微观的每一个层次的认识，实际上都促进了人类社会科学技术的发展。
斯坦福直线加速器鸟瞰
但是，一旦到了微观层面，裸眼就看不到了，就用普通显微镜，普通显微镜看不到就用电子显微镜，如果再小呢？如果要探究物质的核心呢？这就到了量子力学的领域，量子力学告诉我们，粒子具有波的特性，而波函数描述了在任何给定位置找到某个粒子的概率。此外，量子力学还告诉我们，波长越短，需要的能量就越高（E=hv），所以要想探测物质的基本核心，就需要有能够把粒子加速到极高能标的探测器，即粒子加速器，然后将粒子发射出去产生碰撞，用以发现更小的结构。
斯坦福直线加速器隧道
粒子加速器其实只是大型对撞机的一个组成部分，撞完了还需要用探测器来“看”，利用探测器上的谱仪接收到的特殊信号来“看”粒子的内部结构，实际上它是一个数据分析的过程。所谓大型对撞机，指的是它能达到的最高能量指标，目前世界上能够称得上“大型”的没几个，一般能标都在90GeV（吉电子伏特）以上，例如：
费米实验室的Tevatron对撞机
斯坦福直线加速器SLC（1989年），直线加速器，长度3.2千米，能标100GeV；费米实验室的Tevatron（1983年），环形加速器，长度6.3千米，能标1960GeV；欧洲核子研究中心的大型正负电子对撞机（LEP1代/LEP2代，1989年-2000年），环形加速器，长度26.6千米，能标90~209GeV；欧洲核子研究中心的大型强子对撞机LHC（2008年），环形加速器，长度26.6千米，能标7000~14000GeV。当然，高能标也就意味着加速器和对撞机整体的体积巨大，这也是“大型”的另一个意思。
北京正负电子对撞机
二、对撞机是怎么“撞”的？过去的对撞方式与现在的对撞方式不同，发现原子核、质子、中子和夸克的对撞实验都被称为“固定靶实验”，即被加速的电子束被直接发射到固定物质的目标靶上，目标靶很容易被击中，但能标不高。现在高能标的大型对撞机则不同，它是两个粒子束的对撞，即将两个粒子束都加速到接近光速，将它们高度集中在一个极小的区域内，以保证让它们迎头对撞，这种对撞的优势就是可以达到非常高的能标，能发现更重的新粒子。
LHC内景
三、对撞机用什么“撞”？在固定靶与粒子束-粒子束对撞之间存在巨大的差别，同样的，选择用什么“撞”，之间也存在巨大的差别，可以说，它决定了一台对撞机的类型、最高能标、发光度等等主要性能。科学家们喜欢直截了当，使用在地球上能够轻而易举获得的稳定粒子无疑是最好的选择，而质子和电子都大量存在，而且可以很便捷地得到。选择电子的好处是它是最基本的粒子，没有更小的结构，在固定靶实验中可以完全地碰撞，由于它的不可分割性，可以非常精确地知道在它与其他物体碰撞过程中所发生的事情。
LHC加速器隧道
但也因为它的不可分割性，选择电子-电子碰撞显然撞不出什么新东西来，但是对于质子而言就不同了。我们知道，质子是由被强核力束缚在一起的3个夸克构成的（又称为强子），而且质子比电子更重，质子的质量比电子的质量大了约2000倍，质子-质子对撞有助于将质子加速到极高的能标获得巨大的能量，以搞清胶子及夸克的不同种类不同特性，另外还可能产生一些科学家感兴趣的其他重粒子。
此外，科学家们还发现粒子与反粒子对撞具有更多优势，加速过程也更简单，因为磁场可以把粒子和反粒子导向两个不同的方向，粒子与反粒子电荷相反质量相同，碰撞即湮灭，这个过程有可能产生新的粒子-反粒子对。所以科学家们又将电子-正电子对撞、质子-反质子对撞作为新的途径。在上面列举的大型对撞机项目中，斯坦福直线加速器SLC是正负电子对撞；费米实验室的Tevatron是质子-反质子对撞；欧核中心的LEP1代/LEP2代都是正负电子对撞，LHC则是质子-质子对撞。综上所述，选择什么对撞是由物理学家和工程师们最终决定的，它取决于想要得到什么样的实验结果。
那么，物理学家为什么热衷于建造大型对撞机呢？这是因为目前的粒子物理学标准模型仅是貌似完整，其实还存在很多问题。比如说2012年发现的希格斯粒子，它赋予了其他16种粒子质量，但它自身的质量是哪里来的？次外，杨-米尔斯场有将夸克强制捆绑之嫌，很多物理学家认为它实在太丑陋，不是最终理论。另外，中微子谜题、反物质谜题、暗物质和暗能量谜题，目前都没有办法用标准模型来清楚、正确地解释，所以标准模型一定是不完整的，也说明高能物理研究远远未到终点，这就需要未来有更强大的对撞机。
中国有没有大型强子对撞机
世界上最大的原子对撞机，大型强子对撞机，在法瑞边界下形成一个17英里长（27公里）的环。（图像：{Max MixiLee布莱斯/CERN）“KDSPs”大Hadron Collider（LHC）是现代粒子物理学的奇迹，它使研究者能够深入现实。它的起源可以追溯到1977年，当时欧洲核子研究组织（CERN）前主任约翰·亚当斯爵士（Sir John Adams）建议修建一条地下隧道，可以容纳能够达到极高能量的粒子加速器，根据物理学家Thomas Schórner Sadenius在2015年发表的一篇历史论文，
，该项目在20年后，即1997年正式获得批准，在一个16.5英里长（27公里）的环上开始了建设，这个环穿过法瑞边界，能够将粒子加速到光速的99.99%，并将它们粉碎在一起。在这个环内，9300块磁铁以每秒11245次的速度引导着两个相反方向的带电粒子包，最后将它们聚集在一起进行正面碰撞。该设施每秒能产生约6亿次碰撞，喷射出难以置信的能量，偶尔还会喷射出一种奇异的、从未见过的重粒子。大型强子对撞机的运行能量是先前保持记录的粒子加速器费米实验室在美国退役的Tevatron
“KDSP”的6.5倍。大型强子对撞机总共耗资80亿美元，其中5.31亿美元来自美国。来自60个不同国家的8000多名科学家合作进行了这项实验。加速器于2008年9月10日首次开启光束，碰撞粒子的强度仅为最初设计强度的千万分之一。
在开始运行前，有人担心新的原子粉碎机可能会破坏地球，可能是通过制造一个耗资巨大的黑洞。但任何一位著名的物理学家都会说，这种担心是没有根据的。
“大型强子对撞机是安全的，任何关于它可能带来风险的暗示都纯属虚构，”欧洲核子研究中心总干事罗伯特·艾玛过去曾对《生活科学》表示。
并不是说，如果使用不当，该设施不会有潜在的危害。如果你把手伸进光束中，光束将移动中的航空母舰的能量聚焦到小于一毫米的宽度，它会在光束中打一个洞，然后隧道中的辐射会杀死你。过去10年里，
的开创性研究
，大型强子对撞机的两个主要实验，ATLAS和CMS，分别操作和分析它们的数据。这是为了确保两种合作都不会影响对方，并确保每一种合作都对其姐妹实验提供检查。这些仪器已经产生了2000多篇关于基本粒子物理许多领域的科学论文。
2012年7月4日，科学界屏息凝望，大型强子对撞机的研究人员宣布发现希格斯玻色子，这是一个有着50年历史的理论，被称为标准物理模型的最后一块拼图。标准模型试图解释所有已知的粒子和力（重力除外）及其相互作用。早在1964年，英国物理学家彼得·希格斯（Peter Higgs）就曾写过一篇关于现在以他的名字命名的粒子的论文，解释了宇宙中质量是如何产生的。
希格斯粒子实际上是一个渗透到所有空间的场，并拖拽着穿过它的每一个粒子。有些粒子在磁场中跋涉得更慢，这与它们较大的质量相对应。希格斯玻色子正是这一领域的一个体现，物理学家们已经追求了半个世纪。大型强子对撞机是为了最终捕获这个难以捉摸的采石场而建造的。最终发现希格斯粒子的质量是质子的125倍，彼得·希格斯和比利时的理论物理学家Francois Englert在2013被授予诺贝尔奖以预测它的存在。ge强子对撞机是由一位3D艺术家创作的。束管表示为透明管，反向旋转的质子束显示为红色和蓝色。（Daniel Dominguez/CERN）
即使有希格斯粒子在手，物理学家也不能休息，因为标准模型仍然有一些洞。首先，它不涉及引力，而引力主要被爱因斯坦的相对论所涵盖。它也不能解释为什么宇宙是由物质而不是反物质构成的，而反物质应该在时间开始时以大致相等的数量被创造出来。它对暗物质和暗能量完全沉默，而暗物质和暗能量在它诞生之初还没有被发现。
在大型强子对撞机启动之前，许多研究人员都会说，下一个伟大的理论是一个被称为超对称的理论，它在所有已知粒子中添加了相似但质量更大的孪生伙伴。其中的一个或多个重伙伴可能是构成暗物质的粒子的完美候选者。而且，超对称开始控制重力，解释了为什么它比其他三种基本力弱得多。在希格斯粒子被发现之前，一些科学家希望玻色子最终会和标准模型预测的略有不同，暗示着新的物理学。
但是当希格斯粒子出现时，它是异常正常的，正好在标准模型所说的质量范围内。虽然这对于标准模型来说是一个伟大的成就，但它却让物理学家们没有任何好的线索可以继续下去。一些人已经开始谈论过去几十年来追逐的理论，这些理论在理论上听起来不错，但似乎与实际观察不符。许多人希望大型强子对撞机的下一次数据采集运行将有助于清理其中的一些混乱。
大型强子对撞机于2018年12月关闭，进行两年的升级和维修。当它重新上线时，它将能够在能量稍微增加的情况下粉碎原子，但每秒的碰撞次数是原来的两倍。到时候会发现什么，谁也猜不到。已经有人在谈论一种更强大的粒子加速器来取代它，它位于同一区域，但大小是大型强子对撞机的四倍。这个巨大的替代品可能需要20年和270亿美元来建造。
额外的资源： 对大型强子对撞机进行虚拟巡演。阅读更多关于欧洲核子研究中心的科学知识。看看这组希格斯粒子图像
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