眾所周知，自從LHC首次實現了高能的質子-質子對撞，開啟了粒子物理學的全新時代。從反物質到暗物質，從希格斯玻色子到早期宇宙，都是LHC的探索目標。在法國和瑞士邊界的地下深處，運行著世界上最大(周長27公里)、能量最高的粒子加速器——大型強子對撞機(LHC)。

    在LHC內，科學家的目標是要讓大量的質子進行對撞，它們之間的碰撞次數越多，也就越有機會觀測到一些罕見的事件。但在對撞之前，質子會被加速到接近光速的速度。帶正電荷的質子會在電場中加速，并在磁場的引導下繞著環形的隧道加速前進。

    在過去十年里，科學家收集了海量的粒子碰撞數據，取得了許許多多的學術成果，加深了我們對基礎物理學的理解。而其中這三個結論或許是最為重大：

    成功證明了此前粒子物理學標準模型缺失的最后一塊——希格斯玻色子的存在;

    進一步鞏固了標準模型的有效性，并未發現任何超越標準模型的證據;

    在標準模型的框架之內，LHC以前所未有的精度探測到了一些新的現象，這些結果擴展和加深我們對標準模型的理解。

    預計在LHC結束它的使命之前，未來還將有近20個項目在這里展開。目前，這一巨大的、全球性的實驗室給物理學帶來了巨大的影響。接下來，我們跟隨著一些數字來了解LHC：

    ~ 800萬

    在LHC投入運行的不久后，ATLAS和CMS項目就在2012年7月作出了這個世紀最偉大的發現之一——證明了希格斯玻色子的存在。它標志著長達數十年對希格斯玻色子探索的結束，也開辟了新的探索前景。在剛剛發現希格斯玻色子時，科學家對這種粒子的性質和相互作用知之甚少;八年過去了，隨著對希格斯玻色子的了解的深入，我們對于整個基礎物理學領域的理解也變得更加清晰。

    一個有趣的問題是，LHC究竟產生了多少個讓科學家苦苦尋找了如此之久的希格斯玻色子呢?

    這個數字是800萬左右。雖然不可能確切知道LHC產生的希格斯玻色子的實際數量，但通過標準模型的方程，科學家可以預測LHC應該產生了多少希格斯玻色子。在計算中，科學家把所有可能產生希格斯玻色子的過程，每種過程產生希格斯玻色子的可能性，碰撞的能量以及碰撞次數的總和都考慮了在內。

    通過這些計算，科學家精確地定義了希格斯粒子的質量、電荷、自旋和半衰期。他們還在繼續研究希格斯粒子與其他粒子的不同作用方式，并將其作為尋找超越標準模型的新物理學的重要工具。

    278

    這個數字代表數據量。在過去的十年里，LHC的實驗收集了278PB的數據。這意味著科學家需要處理和分析的數據量非常龐大。

    2725

    隨著LHC的科學家不斷地梳理數據，研究那些罕見的現象，以及尋找新的物理學，每周他們發表學術論文的數量都在穩步增長。這些論文中也包括成千上萬的學生在獲取博士學位征途上所完成的工作。到目前為止，產生了2725篇學術論文。

    75億

    物理學家的研究離不開強大的計算能力，他們對計算能力的需求遠遠超過我們日常所用的標準筆記本電腦所能支持的。每天都有數千名物理學家向全球LHC計算網格(WLCG)提交約200萬項“工作”，每項“工作”都是科學發展的重要組成部分。

    39.5萬兆

    LHC的四個主要實驗所發生的碰撞次數總共大約為39.5萬兆次，更“專業”地說，這相當于395 fb?1，fb?1是核物理學中常用的面積單位，1 fb?1相當于100萬億次撞擊。

    這是個怎樣的數量級呢，作為比較，我們可以參考LHC的前身——位于美國能源部費米國家加速器實驗室的Tevatron加速器在歷時25年的質子-反質子對撞過程中，它為兩個實驗提供了大約20 fb?1，這在當時是史無前例的。而現在，僅ATLAS或CMS這兩個實驗(~190 fb?1)記錄的碰撞次數就遠遠超過了Tevatron的記錄。

    1

    當LHC在運行時，會有300多萬億個質子會沿著加速器的兩個束管環繞。有趣的是，如此龐大的天文數字所對應的質量卻是相當之小，即使把自2010年以來LHC加速過的所有質子加起來，其質量也只有1微克左右，其大小只相當于一顆花粉而已。

    >300

    CERN的知識轉移部門會與學術和工業組織合作，為在CERN開發的技術尋找可用于粒子物理研究之外的用途。自2010年以來，CERN已經與安全、醫學技術和航空航天工程等領域的大學和公司簽署了300多份知識轉移合同。一個值得一提的合作是一個父子醫療團隊，他們在2018年使用CERN Medipix讀取芯片，開發了世界上第一個3D彩色X射線。

    ~ 1000萬

    歐洲核子研究中心的餐廳每天要消耗大約30公斤咖啡。一公斤咖啡通常可以煮120到140杯咖啡，也就這里每天大約消耗4000杯!在過去十年間，這里共消耗了約1000萬杯咖啡。

    10329 & 2947

    歐洲核子研究中心的國家和國際教師項目歡迎教師團體到實驗室進行為期三天到兩周的活動。在他們逗留期間，教師們參觀實驗，與物理學家交談，并討論如何將現代物理學引入他們的教室。10329名教育工作者參加了這項活動。除了教育工作者外，這10年來，也有2947名來自世界各地的本科生參加了CERN的暑期學生項目。這些學生可以全身心地投入到真正的一線科學研究，了解前沿的粒子物理學，并在此過程中能受到最專業的培訓、輔導和指導。

    100萬+

    LHC除了是世界上最著名的物理實驗室之一，還是一處重要的“觀光勝地”。在過去十年，歐洲核子研究中心通過其公眾參觀計劃，用32種語言接待了超過45000次參觀，讓100多萬名游客得以了解這個世界上最大的物理實驗室是如何工作的。在兩個特別的開放日周末——一個在2013年，另一個在2019年——歐洲核子研究中心平均每天接待36000名游客!這與巴黎迪士尼樂園的日均游客人數大致相當。

    開放日期間，參觀者可參觀大型強子對撞機隧道等多處地點，而這些地方通常只有有授權的工作人員才能進入。如果有實力的讀者，可以去參觀一下。

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