这是大型强子对撞机,造价超过100亿美元,它能把微观粒子加速到光速的99.99%,然后让它们互相撞击。
物理学家要做的,就是从碰撞后的碎片雨中找到一滴颜色不同的雨滴,窥探到物质更深层次的秘密,推动基础科学的突破和进步。
可以说正是因为对微观物质的了解和掌握,人类才从弓箭进化到了原子弹和人造卫星,三体里的智子就是瞄准了这一点,通过对全球范围内粒子对撞机的干扰,彻底锁死了人类文明的基础物理学,进而锁死了人类科技的上限。
目前世界上最大对撞机位于法国和瑞士边境,名为大型强子对撞机,简称LHC,它的主体是一个周长27公里的加速管道,每次启动都要一座核电站为它供能,2008年9月试运行的时候,一个质子在高度真空的管道内部被加速到了光速的99.9998%,但整个对撞机的原理其实非常简单,一点都不复杂。
它本质上就是用真空管道内的电场进行第一步加速,让微观粒子的速度达到光速的30%,也就是每秒9万公里,紧接着用强磁场约束粒子在闭环轨道内高速飞行,当达到一定速度后,再将它们导入下一个更大的同步加速器中,在这个过程中逐级提升能量,使其不断的加速,在经过了一系列加速设施之后,粒子的速度将无限向光速逼近。
等到物理学家觉得能级差不多了,粒子们就会被导入最后的管道,一个顺时针转一个逆时针转,这样它们就会在管道交叉的位置发生碰撞,然后被粒子探测器捕捉到可能存在的异常现象,为高能物理学家研究物质更深处的秘密提供帮助。
2010年,物理学家借助LHC成功完成了模拟宇宙大爆炸的实验,之所以这么说是因为粒子相撞时代温度高达10万亿摄氏度,宇宙中上次出现这么高的温度,还是在宇宙大爆炸几微秒后,在这种相当于太阳内部温度100万倍的环境中,质子和中子变成了夸克与交子等离子体,还原了我们宇宙最初的模样。
2012年,科学家通过LHC发现了希格斯玻色子子,也被称为上帝粒子,因为在目前理论中,是它带给了所有粒子质量,没有它我们的宇宙就不会出现,但这也是大型强子对撞机的极限了,因为更深层次的物质世界,需要更高能级的对撞机才能窥探到。
物理学家们申请中的下一代超级对撞机,周长能达到100公里级别,将验证更多的物理学理论,而如果想跟三体文明一样在基本粒子中掌握空间维度的秘密,也许我们得建造一个周长相当于地球赤道的对撞机。
虽然现在有科学家认为理论物理已经大大超前于时代了,很多理论可能到25世纪人类也无法投入应用,但正是因为这些前瞻性的研究,人类文明才能不断进步,从石器时代到今天的信息时代,未来还会有可控核聚变时代,太空时代。