什么是對撞機？

繼引力波、量子通信之后，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”。那么，對撞機究竟是什么？ 從字面上解析，對撞機就是讓某種東西在其中對撞的機器。而“大咖”們近日爭論的對撞機對撞的是高能物理領域被加速到接近光速的帶電微小粒子。

20世紀以來，人類對于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夸克和輕子。如何對這些愈加微小粒子進行研究，這活兒只能讓對撞機干。

“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十千米，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，但對撞機中用于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，然后產生新的粒子。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，粒子的質量從哪里來，物質的起源等。”曹則賢說。

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、進行對撞后，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。（葉艷玲摘編自新華網，記者余曉潔、吳晶晶、王琳琳）