德國台灣同學會

 找回密碼
 註冊
搜索
查看: 1361|回復: 7

粒子對撞實驗下週啟動 專家指無需杞人憂天

[複製鏈接]
發表於 2008-9-5 09:30:11 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
2008-09-05 【中央社】

     歐洲粒子物理研究中心十日將啟用威力強大的大型強子對撞機,進行粒子束對撞實驗。今天公佈的報告指出,擔憂這起實驗的人大可放心,實驗不會讓地球被吞噬,也不會使地球變為灰色黏稠物。

     大型強子對撞機在網路上引起熱烈討論,民眾擔憂它會釋放強大能量,製造出無法控制的黑洞,吞噬地球,或釋出「奇子」,將地球變成一團奇怪的物質。

     不過最新報告顯示,這種說法沒有根據。

     報告指出,大型強子對撞機進行的撞擊,只是重現地球通過高能量宇宙光束時發生的自然現象。

     報告說:「大自然已經在地球上進行約十萬次等同大型強子對撞機的實驗,而地球還是存在。」

     這份報告由日內瓦歐洲粒子物理研究中心五位物理學家撰寫。這個機構負責大型強子對撞機的操作。

     歐洲粒子物理研究中心科學家二零零三年曾公佈報告,指對撞計劃安全無虞。該中心這次再要求五名物理學家檢討當年的評估報告。

     大型強子對撞機設在法國與瑞士邊界二十七公里長的隧道內,十日將展開第一階段計畫。

Im Gespräch: Rolf-Dieter Heuer
„Unser Weltbild wird sich verändern"

Anfang kommenden Jahres übernimmt Rolf-Dieter Heuer die Leitung des Forschungszentrums CERN in Genf – und wird damit Chef des weltgrößten Teilchenbeschleunigers LHC. Zum Start der LHC-Anlaufphase in der kommenden Woche sprach der Physiker mit dem Handelsblatt über Schwarze Löcher, Medizinbälle und das Teilchen Gottes.

Herr Heuer, kommende Woche startet die heiße Testphase des größten Teilchenbeschleunigers der Welt, des LHC am Genfer Forschungszentrum CERN. Sie übernehmen im Januar die Leitung des CERN. Wird die Physik dank des LHC am Ende Ihrer Amtszeit eine völlig andere sein als heute?

Eine völlig andere sicher nicht. Denn das, was wir jetzt wissen, ist ja nicht falsch. Ich denke aber, dass sich unser Blick dann deutlich erweitert haben wird. Die Physik wird wohl in eine neue Erkenntnisdimension vorgestoßen sein.

Man kann es vielleicht mit dem Zustand Anfang des 20. Jahrhunderts vergleichen, als in der Physik alles weitgehend geklärt zu sein schien. Mit diesem Argument riet seinerzeit sogar ein Lehrer dem jungen Max Planck vom Physikstudium ab. Und dann setzte eine regelrechte Physik-Revolution ein: Einstein entwickelte die Relativitätstheorie, Planck selbst begründete die Quantenphysik - um nur zwei Beispiele zu nennen.

Vielleicht stehen wir heute vor einer ähnlichen Revolution: Wir verstehen die Vorgänge im sichtbaren Universum sehr gut - aber sichtbar sind ja gerade einmal etwa fünf Prozent dieses Universums. Den Rest bilden zwei Phänomene, über die wir bislang so gut wie nichts wissen: die Dunkle Materie und die Dunkle Energie. Und gerade hier verspreche ich mir durch den LHC Erkenntnisse, die unser Weltbild entscheidend verändern können.

95 Prozent des Universums sind also praktisch unerforscht - da wartet viel Arbeit auf den LHC. Wie kann ein Teilchenbeschleuniger dieses dunkle Universum erforschen?

Dunkle Materie verhält sich im Prinzip so wie sichtbare Materie. Sie verrät sich aber nur indirekt, durch den Einfluss ihrer Gravitation auf die sichtbare Materie. Unsere Vermutung ist, dass Dunkle Materie aus Teilchen besteht, die nur eine ganz schwache Wechselwirkung mit anderen Teilchen haben - deshalb haben wir sie noch nicht entdeckt. Der LHC könnte diese Teilchen erzeugen, so dass wir sie nachweisen und damit untersuchen können.

Über die Dunkle Energie wissen wir praktisch gar nichts. Wir können nur beobachten, dass irgendetwas das Universum auseinander treibt - wir nennen es Dunkle Energie. Und jetzt wird es wenig theoretisch: Das Universum dehnt sich aus, und zwar in alle Richtungen. Das heißt, die Dunkle Energie, die das Universum auseinander treibt, wirkt richtungsunabhängig. In der Physik nennen wir so etwas einen Skalar: Eine physikalische Größe, die richtungsunabhängig ist. Und einen fundamentalen Skalar, der die Dunkle Energie erklärbar machen könnte, haben wir bislang in der Physik noch nicht nachgewiesen.

Und der LHC könnte einen solchen Nachweis erbringen?

Einen Nachweis für die Dunkle Energie wohl nicht. Aber ein Ziel, das wir mit dem Bau des LHC erreichen wollen, ist der Nachweis des so genannten Higgs-Teilchens - ein Elementarteilchen, das bislang nur theoretisch vorhergesagt wurde, dessen Existenz aber bestimmte offene Fragen im Standardmodell der Teilchenphysik beantworten würde. Dieses Higgs-Teilchen, wenn es denn existiert, wäre auch ein Skalar. Um keine Missverständnisse aufkommen zu lassen: Ich sage nicht, dass das Higgs-Teilchen etwas mit der Dunklen Energie zu tun hat. Aber das Higgs-Teilchen wäre der erste fundamentale Skalar, den wir untersuchen könnten. Und vielleicht gäbe uns das auch erste Hinweise auf die Dunkle Energie.

Aber das ist sehr spekulativ. Ich beschränke mich lieber auf die Dunkle Materie. Und die macht immerhin rund 25 Prozent des Universums aus. Wenn Sie bedenken, dass wir rund 40 Jahre gebraucht haben, um die 5 Prozent des sichtbaren Universums einigermaßen zu verstehen, wäre ich sehr glücklich, wenn uns der LHC in den nächsten Jahren die Daten liefern würde, um diese 25 Prozent zu verstehen.

Kommen wir noch einmal auf das Higgs-Teilchen zu sprechen, das manchmal wegen seiner fundamentalen Bedeutung auch als Teilchen Gottes bezeichnet wird. Es wäre der Baustein, der das jetzige Standardmodell der Physik passend machen würde?

Nicht passend, sondern gültig. Wenn es das Higgs-Teilchen nicht gibt, dann bricht das Standardmodell der Physik in seiner jetzigen Form zusammen. Das faszinierende am Standardmodell ist ja, dass es den meisten Präzisionsmessungen standhält. Es ist fantastisch, es erklärt unheimlich viel - aber, und das ist das frustrierende, es lässt auch viele Fragen offen. Wenn der LHC das Higgs-Teilchen nicht entdecken würde, müsste man das Standardmodell überarbeiten. Dann müssten sich die theoretischen Physiker neu am Kopf kratzen und überlegen, wie sie es sonst machen können.


Rolf-Dieter Heuer, designierter Chef des Forschungszentrum CERN, traut dem Teilchenbeschleuniger LHC eine Revolution unseres Weltbilds zu.

Warum glauben Sie, dass gerade der LHC das Gottesteilchen entdecken wird?

Er deckt den richtigen Energie- und damit den richtigen Massebereich ab. Wir haben jetzt seit Jahrzehnten mit unterschiedlichen Beschleunigern gemessen und wissen daher: Wenn es das Higgs-Teilchen gibt, muss seine Masse in einem bestimmten Bereich liegen. Diesen erlaubten Massebereich deckt der LHC vollständig ab.

Wenn also der LHC das Higgs-Teilchen nicht findet, dann findet es auch kein noch größerer Teilchenbeschleuniger? Denn das ist ein Vorwurf, der mitunter gegen Projekte wie den LHC erhoben wird: Dass Teilchenphysiker zwar immer größere Beschleuniger bauen, die offenen Fragen, die sie mit diesen Anlagen klären wollen, aber größtenteils nach wie vor offen sind.

Dem würde ich entgegnen, dass wir nicht immer größere Beschleuniger bauen, sondern immer bessere. Stellen Sie sich vor, Sie stehen vor einem Lattenzaun, wissen aber nicht, was das für ein Objekt vor Ihnen ist. Wenn Sie einen Medizinball auf den Zaun werfen, kommt er immer wieder zu Ihnen zurück. Sie denken, Sie stehen vor einer Mauer, dabei war lediglich der Medizinball zu groß, um zwischen den Latten hindurchzugehen.

Wenn Sie mit Tischtennisbällen auf den Zaun werfen, können Sie, wenn Sie häufig genug werfen und das Ergebnis aufzeichnen, die Konturen des Lattenzauns herausbekommen. Und wenn Sie mit Stecknadelköpfen werfen, finden Sie sogar die Astlöcher in den Zaunlatten. Das zeigt: Sie müssen kleiner sein mit Ihrer Untersuchungssonde - und Sie müssen oft genug werfen. Um im Bild zu bleiben: Mit dem LHC haben wir jetzt die Möglichkeit, mit Stecknadelköpfen zu werfen.

Das ist aber auch mit einem höheren finanziellen Aufwand verbunden: sechs Milliarden Euro.

Das stimmt, wenn man alle Kosten, etwa auch für Personal, zusammennimmt. Aber dabei muss natürlich zum einen der Faktor Globalität berücksichtigt werden: Es sind ja drei Weltregionen beteiligt - Europa, Asien und Amerika. Und das Projekt hat eine lange Laufzeit: 14 Jahre hat allein der Bau der Anlage gedauert, von der Betriebszeit ganz zu schweigen - rechnet man das auf ein Jahr um, ist das gar nicht mehr so viel.

Stichwort lange Bauzeit: Der Start des LHC musste mehrfach verschoben werden. Bleibt es beim jetzt angesetzten Termin im Oktober oder gibt es noch Probleme?

Alle Tests verlaufen bislang sehr positiv. Natürlich, bei so vielen Anschlüssen, Verbindungen, Magneten etc. gibt es immer einmal kleinere Probleme, etwa weil eine Polarität vertauscht wurde oder ein Messinstrument ausfällt. Aber das sind kleinere Ausfälle, die im Alltagsbetrieb vorkommen, das wird dann repariert. Größere Probleme haben sich bei den Tests bislang aber nicht abgezeichnet.

Am 10 September beginnen dann offiziell die Injektionstests, das heißt, man bringt die Teilchen erstmals wirklich auf eine Kreisbahn. Es ist ja nicht so, dass man einen Beschleuniger einfach einschaltet und dann funktioniert er. Man fängt schrittweise an, injiziert einen Teilchenstrahl in, sagen wir, ein Achtel des Kreises und schaut, ob alle Sensoren und Magnete arbeiten - und geht dann schrittweise weiter. Das ist der Beginn der Anlaufphase.

Am 21. Oktober wird dann die offizielle Einweihung stattfinden.

評分

參與人數 2現金 +2 短評 +4 收起 理由
lumix + 2 + 1 這一聽起來就是酷到一個不行
ccs19782003 + 3 例如若真能發現SUSY, 就又朝TOE邁進一步!! ...

查看全部評分

 樓主| 發表於 2008-9-5 09:35:50 | 顯示全部樓層

Links: Physiker Christian Fabjan bei LHC-Tests.

CERN


Rechts: Compact Muon Solenoid (CMS) ist ein Teilchendetektor und Bestandteil des Experiments am Cern. Der Detektor ist 21 Meter lang, hat einen Durchmesser von 16 Metern und wiegt 12.500 Tonnen.

Sie werden am CERN mit 3000 Mitarbeiten und bis zu 9000 wissenschaftlichen Nutzern zusammenarbeiten. Wovor haben Sie mehr Respekt: Vor den technologischen Herausforderungen des Projekts oder vor den soziologischen?

Eigentlich vor beiden. So viele Wissenschaftler an einem Projekt, das ist natürlich auch ein soziologisches Experiment. Aber es ist schon beeindruckend, wie gut die Zusammenarbeit funktioniert. Denn natürlich hat der Leiter des CERN keine Weisungsbefugnis über den Wissenschaftler A in der Stadt B. Die Zusammenarbeit funktioniert ausschließlich über die Motivation, am gleichen Strang ziehen zu wollen. Und sie funktioniert.

Ist die Arbeit am LHC reine Grundlagenforschung? Oder lassen sich mit dem Beschleuniger auch Erkenntnisse gewinnen, die für eine Anwendung im Alltag verwertbar sind?

Das ist reine Grundlagenforschung. Aber natürlich gibt es nützliche Nebeneffekte. Für mich immer am wichtigsten sind die jungen Leute, die hier wissenschaftlich und technologisch auf dem neusten Stand ausgebildet werden. Und natürlich macht ein Projekt wie der LHC technologische Innovationen erforderlich, die dann auch in anderen Bereichen Verwendung finden können. Denken Sie nur daran, dass das World Wide Web ursprünglich am CERN erfunden wurde. Unser Forschungsziel ist also Grundlagenforschung - aber wenn beim Bau einer Anlage wie dem LHC etwa eine neue Schweißmethode entwickelt werden muss, findet das natürlich Eingang in den Alltag.


Zwei Teile eines der riesigen Teilchendetektoren des LHC werden zusammengefügt. In der blauen Röhre in der Mitte werden später die Elementarteilchen aufeinanderprallen. Foto: dpa

Könnte sich so eine Innovation vielleicht im Bereich der Datenspeicherung und-verarbeitung ergeben? Immerhin fallen bei der Arbeit mit dem LHC riesige Datenmengen an, die ausgewertet und gespeichert werden müssen.

Richtig. Das Stichwort heißt hier Grid-Computing, also verteilte Datenverarbeitung. Ich habe also nicht ein zentrales Rechenzentrum zur Verfügung, sondern ein weltweites Netz von Rechenzentren, und die Physiker vor Ort nutzen für ihre Arbeit das Zentrum, das gerade freie Kapazitäten zur Verfügung hat. Dieses System haben wir für die Arbeit mit dem LHC entwickelt, und ich könnte mir vorstellen, dass es vom CERN aus den gleichen Weg gehen wird wie das World Wide Web.

Wann rechnen Sie mit ersten Ergebnissen aus der Arbeit mit dem LHC?

Wenn Sie mit ersten Ergebnissen nicht völlig neue Physik meinen, sondern Dinge, die man auch bislang schon untersucht hat, dann rechne ich eigentlich schon für den nächsten Sommer mit Ergebnissen.

Wann es erste Ergebnisse gibt, die über die bisherige Physik hinausgehen, also in Richtung Dunkle Materie oder Higgs-Teilchen - das ist sehr schwer abzuschätzen. Zwei Jahre wird es wohl schon dauern, bis wir da erste Ergebnisse haben.

Dafür hätte eine solche Entdeckung aber auch Nobelpreisqualität?

Für Herrn Higgs in jedem Fall.

Zum Abschluss ein wenig Apokalypse: Es gibt Stimmen, die vor Experimenten mit dem LHC warnen, weil dabei ein Schwarzes Loch entstehen könnte, das die Erde oder gleich unser ganzes Sonnensystem auslöschen würde. Wie berechtigt sind solche Ängste?

Es gibt darauf zwei Antworten. Zum einen: Wenn überhaupt - und auch das ist extrem unwahrscheinlich - könnte der LHC nur ein Schwarzes Loch mit extrem geringer Masse produzieren. Es wäre auch kein Schwarzes Loch im Sinne der Astrophysik und würde zudem praktisch sofort wieder zerfallen. Das Problem wurde von einer ganzen Reihe von Wissenschaftlern unter die Lupe genommen, und ihre Ergebnisse - die übrigens auch veröffentlicht wurden - sprechen eindeutig gegen jede Gefahr.

Die zweite Antwort ist die, auf die ich mich als Experimentalphysiker verlasse. Seit über zehn Milliarden Jahren wiederholen sich Prozesse, wie wir sie mit dem LHC erzeugen wollen, im Universum milliardenfach. Das Universum, wenn Sie so wollen, setzt in jeder Sekunde tausende Teilchenexperimente um, für die wir die gesamte Lebensdauer des LHC benötigen würden. Und trotzdem existieren unsere Sonne, unser Mond und die Planeten unseres Sonnensystems immer noch und sind in keinem Schwarzen Loch verschwunden. Die Existenz der Erde selbst ist für mich der überzeugendste Beweis für die Ungefährlichkeit der LHC-Experimente.

Rolf-Dieter Heuer (Jahrgang 1948) ist Forschungsdirektor beim Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg.

Der Physiker, der 1977 in Heidelberg promovierte, war vor seinem Wechsel nach Hamburg von 1984 bis 1998 für das CERN in Genf tätig.

Zum 1. Januar 2009 kehrt er als Generaldirektor des CERN an seine alte Wirkungsstätte zurück.

評分

參與人數 1現金 +7 收起 理由
wang.hurh + 7 感謝分享

查看全部評分

發表於 2008-9-5 11:39:29 | 顯示全部樓層
原文由 Carl 於 2008-9-5 10:35 發表

Links: Physiker Christian Fabjan bei LHC-Tests.

CERN


Rechts: Co ...



世紀之撞

就要開始了!!!

做高能物理的專家們,

應該是很緊張又興奮吧!??

評分

參與人數 1短評 +1 收起 理由
ccs19782003 + 1

查看全部評分

發表於 2008-9-5 23:02:26 | 顯示全部樓層
撞擊一次要製造多少炭啊?

撞一次所需的能量應該不低喔
發表於 2008-9-8 14:09:47 | 顯示全部樓層


就是這個星期三了耶!!!

評分

參與人數 1現金 +8 收起 理由
Pheretima + 8 感謝分享

查看全部評分

 樓主| 發表於 2008-9-10 10:02:54 | 顯示全部樓層
Scientists turn on the £5bn Big Bang machine... and we're still here!


Large Hadron Collider: The biggest particle accelerator in the world has now been turned on. Pictured is the core magnet of the CMS (Compact Muon Solenoid) experiment at CERN on the French/Swiss border


Scientists at the CERN control centre applaud the switch-on of the LHC


The Large Hadron Collider is on the border of France and Switzerland

評分

參與人數 2現金 +15 收起 理由
wang.hurh + 10 感謝分享
ccs19782003 + 5 感謝分享

查看全部評分

發表於 2008-9-10 10:07:53 | 顯示全部樓層
今天撞耶

為了慶祝今天可能是世界末日的開始

決定...

來去吃烏龍麵

萬一以後吃不到烏龍麵怎麼辦....

bosm118

評分

參與人數 2短評 +2 收起 理由
webberyeh + 1 撞了嗎? 難怪今天鳥事一堆 ~~~
ipeace + 1 那我要去吃叉燒包

查看全部評分

發表於 2008-9-10 10:34:45 | 顯示全部樓層


ㄟ....俄文只是指出這是粒子對撞實驗....
重點是...有個長的跟Dr. Gorden Freeman一模一樣的人參與實驗是很令人擔心的啊!!
因為half life的就是從Dr. Freeman參與的物理實驗意外產生跟外星世界Xen的portal開始的啊...

[ 本文最後由 apteka 於 2008-9-10 13:02 編輯 ]

本帖子中包含更多資源

您需要 登錄 才可以下載或查看,沒有帳號?註冊

x

評分

參與人數 2短評 +3 收起 理由
here + 2 還素玩電腦遊戲太多了......??
chuck + 1 俄文看不懂...這跟半條命的關聯是? ...

查看全部評分

德國台灣同學會論壇

GMT+1, 2019-7-19 13:10

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回復 返回頂部 返回列表