繼引力波、量子通信之後，又一個「高冷」的物理名詞成了新晉「網紅」－－對撞機，因為科學「大咖」們最近在爭論中國現在要不要建大型對撞機「這種超大超貴的機器」。對撞機究竟是什麼？國外發展如何？中國進展怎樣？新華社記者採訪了業內權威專家。
焦點一：什麼是對撞機？
從字面上解析，對撞機就是讓某種東西在其中對撞的機器。但「大咖」們近日爭論的對撞機對撞的可不是一般的東西，而是高能物理領域被加速到接近光速的帶電微小粒子。
上世紀以來，人類對於物質結構的認知已經從分子、原子、原子核層次，逐步深入到更小的結構單位誇克和輕子。如何對這些愈加微小粒子進行研究，這活兒只能讓對撞機幹。
「對撞機是人類探索微觀物質世界的『超強顯微鏡』。科學家要研究的粒子愈微小，選用的對撞機體積就要愈龐大、粒子加速的能級也越高。現代大型加速器的周長可達數十公里，造價在幾十億到幾百億美元不等。」在國內外大型對撞機工作多年的上海應用物理研究所所長趙振堂說。
對撞機家族成員眾多。按照對撞粒子的種類分，可分為電子對撞機、質子－質子對撞機、電子－質子對撞機和重離子對撞機等；按照對撞機的形狀分，可分為環形對撞機和直線對撞機。
中國科學院物理研究所研究員曹則賢介紹，雖然對撞機的種類各有不同，但對撞機中用於碰撞的兩束粒子一般會選擇一對正反粒子，如電子與正電子或者質子與反質子。
「一對高能正反粒子碰撞會湮滅，然後產生新的粒子。所以，對撞機可以幫助我們研究這些新粒子的內在性質、產率及其能量和動量的分布，理解粒子之間的基本相互作用，從而回答一些基礎物理問題，如到底有哪些基本粒子，有怎樣的相互作用，粒子的質量從哪裡來，物質的起源等。」曹則賢說。
對撞機，一個具有神奇法力的「大魔盒」
在科學家眼中，對撞機就像一個具有神奇法力的「大魔盒」。因為當粒子被加速到極高能量、進行對撞後，沒準兒就會產生地球上極為稀少的重要物理現象，通過捕捉、測量這些新現象，人類可以進一步發現自然世界的基本規律。
中科院高能物理研究所副研究員、國家「青年千人計畫」入選者朱宏博說，過去50年，粒子物理學界最為成功的理論模型就是標準模型，這一模型很大程度上是通過對撞機實驗的充分驗證而逐漸確立的。歷史上，近20位元諾貝爾物理學獎獲得者的工作都與確立標準模型有關，代表著主流科學社會對於對撞機及其實驗研究的高度認可。
當然，對撞機並不是科學「大咖」們的專利品，它對社會經濟民生以及人類科技發展也有巨大的推進作用。「比如從加速器技術發展出質子治癌技術，提高癌症治癒率。從加速器技術衍生出的散裂中子源、同步輻射光源等為材料、生物研究提供先進技術手段等；從對撞機實驗發展出的諸多精密探測器技術也在國土安全、航空航太、工業探測、醫療成像等領域得到廣泛應用。」朱宏博說。
