探索时空极限大型强子对撞机运行第一年

大型强子对撞机（LHC）的第一年运行非常平稳，虽然因为时间和亮度的关系，还没有发现希格斯粒子与新物理，但很好地验证了标准模型以及实现了“小爆炸”，这对研究早期宇宙很有帮助。

英国伯明翰大学的物理学家埃文斯在近距离观看ALICE探测器中“小爆炸”的发生情景。

大型强子对撞机，英文简写为LHC，是最吸引人眼球的科学装置和实验。该装置位于日内瓦附近的瑞士和法国交界处，主要部分安置在一个周长为27公里的隧道中，该隧道最深达175米。

这个隧道并不很新，建造于1983年到1988年之间，曾经安置过大型正负电子对撞机（LEP）。这台同步加速器为了给LHC让路在2000年就关闭了，但成果斐然。在运行的11年间，精确确定了粒子标准模型中迄今发现的重量排名第二和第三的两个粒子的质量，即所谓中间玻色子的质量，同时也精确确定了标准模型中的很多其他参数。可惜，这台加速器并没有发现标准模型的最后一个粒子，希格斯粒子。

大型强子对撞机的主要目的是完成大型正负电子对撞机的未竟事业，找到希格斯粒子。当然很多物理学家还期待大型强子对撞机带给我们更多的惊喜，即超出标准模型之外的新粒子和新物理。

在LHC铅离子对撞实验中，出现了新的物质状态，即夸克-胶子等离子体。

加速器

在谈LHC运行一年多中的各种发现之前，我们先简单说说加速器是什么，我们为什么要建造这些庞然大物。

我们知道，我们用肉眼看东西有尺寸上的限制，原因是我们只能看到可见光，而可见光的波长最短是0.39微米即390纳米。光学以及量子力学告诉我们，为了要看到更小的东西，我们需要更短的波长。例如，X光的波长最短达0.01纳米。短波的X射线由于波长极短，可以穿透固体，可以探测固体内部以及可以为固体结构成像。同理，更短波长的伽玛射线可以探测更小的尺度。

物理学家为了探测亚原子结构，还需要其他高能粒子，如正负电子和质子以及反质子。粒子的能量越高，波长也越短（物质波的波长），这样就可以探测