大型强子对撞机（LHC）是现代粒子物理学的奇迹，它使研究人员能够探索现实的深度。它的起源可以追溯到1977年，当约翰·亚当斯爵士，欧洲核研究组织（CERN）的前主任，建议建设一条地下隧道，可容纳能到达非常高能量的粒子加速器所有的方式。
该项目于二十年后于1997年正式批准，并在一条长16.5英里（27公里）的环上开始施工，该环通过法国-瑞士边界下方，能够将光速加速到99.99％并粉碎它们。在环内，9300个磁铁以每秒11245次的速率沿两个相反方向引导带电粒子包，最后将它们组合在一起进行正面碰撞。该设施每秒能够产生大约6亿次碰撞，喷出令人难以置信的能量，并且每隔一段时间就喷出一种奇异的，前所未见的粒子。大型强子对撞机的能量比以前的记录保持粒子加速器高出6.5倍。
大型强子对撞机的建造总成本为80亿美元，其中5.31亿美元来自美国。来自60个不同国家的8000多名科学家就其实验进行了合作。加速器于2008年9月10日首次开启，其原始设计强度仅为其百万分之一的碰撞粒子。
在它开始运作之前，一些人担心新的原子粉碎机会破坏地球，也许会制造一个消耗大量能量的黑洞。但物理学家说这种担忧是没有根据的。
“大型强子对撞机是安全的，任何可能带来风险的建议都是纯粹的虚构，”欧洲核子研究中心总干事罗伯特艾玛尔。
这并不是说如果使用不当，设施不会有害。如果你要把手伸进隧道，它将产生如航空母舰的能量集中在一个小于一毫米宽度的运动中，那么它就会在它上面形成一个洞，然后隧道中的辐射会杀死你。
开创性的研究
在过去10年中，大型强子对撞机将原子粉碎在一起进行了两个主要实验，即ATLAS和CMS，它们分别运行和分析它们的数据。这是为了确保协作不会影响另一方，并且每个协作都会对其姐妹实验进行检查。这些仪器已经在基础粒子物理学的许多领域产生了2000多篇科学论文。
2012年7月4日，当LHC的研究人员宣布发现希格斯玻色子时，科学界密切关注着希格斯玻色子(是五十年前被称为物理标准模型的理论中的最后一个难题。标准模型试图考虑所有已知的粒子和力（重力除外）及其相互作用。早在1964年，英国物理学家彼得希格斯写了一篇关于现在以他的名字命名的粒子的论文，解释了宇宙中质量是如何产生的。
希格斯实际上是一个渗透所有空间的场地，并且每个粒子都会穿过它。一些粒子在田野中缓慢地跋涉，这对应于它们更大的质量。希格斯玻色子是这个领域的一种表现形式，物理学家追求了半个世纪。大型强子对撞机是为了最终捕获这个难以捉摸的采石场而建造的。最终发现Higgs的质量是质子质量的125倍，Peter Higgs和比利时理论物理学家Francois Englert在2013年因预测其存在而获得诺贝尔奖。
大型强子对撞机的合成图像由3D艺术家创建。光束管表示为透明管，反向旋转的质子束以红色和蓝色显示。
即使手中有希格斯，物理学家也无法休息，因为标准模型仍有一些漏洞。首先，它并不涉及引力，而引力主要由爱因斯坦的相对论所涵盖。它也没有解释为什么宇宙是由物质而不是反物质构成的，而物质应该在开始时以大致相等的量产生。它完全沉默于暗物质和暗能量，它在最初创造时尚未被发现。
在LHC开启之前，许多研究人员会说，下一个伟大的理论是一种称为超对称的理论，它为所有已知粒子增加了类似但更大规模的双胞胎伙伴。这些重型伙伴中的一个或多个可能是构成暗物质的粒子的完美候选者。并且，超对称性开始处理引力，解释为什么它比其他三种基本力量弱得多。在希格斯发现之前，一些科学家希望玻色子最终会与标准模型预测的略有不同，暗示新的物理学。
但是当希格斯出现时，它非常正常，恰好在标准模型所说的质量范围内。虽然这是标准模型的一项伟大成就，但它让物理学家没有任何好的线索继续下去。有些人已经开始谈论失去的几十年追逐在纸上听起来不错的理论，但似乎与实际观察不符。许多人希望大型强子对撞机的下一次数据采集运行将有助于消除一些混乱局面。
大型强子对撞机于2018年12月关闭，经过两年的升级和维修。当它重新上线时，能够将原子粉碎在一起，能量略有增加，但每秒碰撞次数增加一倍。已经有人谈论更强大的粒子加速器来取代它，位于同一区域但是LHC尺寸的四倍。巨大的替代可能需要20年，270亿美元才能建成。
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