近日，我國環(huán)形正負電子對撞機研究工作組對外發(fā)布了概念設計報告，中國科學院高能物理研究所相關負責人表示，環(huán)形電子對撞機可以幫助人們進一步了解希格斯粒子性質、宇宙早期演化、反物質丟失、尋找暗物質等一系列未解的關鍵科學問題，并尋找新的物理規(guī)律。

　　正負電子對撞機是一種粒子加速器，粒子加速器這個東西，其實在我們每家每戶的房間中都有，比如電視和電腦里面。電視和電腦屏幕中的陰性射線管就是一種粒子加速器，陰性射線管從陰極提取中電子，然后對電子加速并改變它們的方向，讓電子撞擊到屏幕，最終在顯示器上產(chǎn)生亮點。這樣的原理，適用于各式各樣的粒子加速器，包括人們所說的電子對撞機，簡言之，粒子加速器的作用就是讓不同粒子撞在一起。

　　不同粒子撞在一起會發(fā)生什么呢？兩個粒子相撞，不僅運動狀態(tài)會改變，還可能會再轉化成其他粒子，人類就是用這個方式打開了原子，發(fā)現(xiàn)里面存在的各種奧秘。

　　1898年，被后世稱為原子物理學之父的英國物理學家盧瑟福，發(fā)現(xiàn)鈾和鈾的化合物所發(fā)出的射線有兩種不同類型，一種是極易吸收的，另一種有較強的穿透能力，于是盧瑟福用希臘字母給兩種射線命名，前者叫 α射線，后者叫β射線。1910年，盧瑟福用α粒子轟擊原子發(fā)現(xiàn)了原子核，4年后，他又用α粒子轟擊氫原子，結果把電子給打掉了，于是人類發(fā)現(xiàn)了質子。再后來，盧瑟福繼續(xù)拿α粒子轟擊氮原子，把質子從原子核里打出來，于是氮原子變成了氧原子……

　　后世的科學家在研究粒子時，大多也是遵循盧瑟福的路數(shù)，就是用粒子不斷轟擊，最終不斷發(fā)現(xiàn)新粒子。不過，想把更深層次的粒子轟擊開，就需要更高的速度、更高的能量，對撞機就由此而來，將兩束粒子加速到很高的能量并使之相向碰撞。經(jīng)過一個世紀的研究，包括粒子對撞和空間探索，人類發(fā)現(xiàn)了幾百種微觀粒子，相互作用的類型也不一樣，當然，基本粒子只是少數(shù)的十幾種粒子。

　　粒子構成了物質世界，研究構成物質和宇宙世界的粒子，已經(jīng)成為人類物質世界最前沿的科學。從上世紀60年代人類建造各式電子對撞機開始，隨著儀器更新?lián)Q代，對撞的能量也越來越大，發(fā)現(xiàn)也隨之增加，通過對撞機取得的科學成果，許多已經(jīng)改寫了人類對物質世界的認識。

　　目前，世界上最知名的對撞機，是位于法國、瑞士邊境地區(qū)的歐洲大型強子對撞機，這臺機器不僅是當時世界上最大的粒子加速器，也是最大的機器。運轉歐洲大型強子對撞機的是歐洲核子研究組織，擁有世界上最大的粒子物理學實驗室，這個實驗室還誕生了一個我們今天都在用的工具：萬維網(wǎng)，就是輸入網(wǎng)址時，前面的3個“W”。

　　2012年，歐洲大型強子對撞機發(fā)現(xiàn)了對物理學至關重要的“上帝粒子”——希格斯粒子，開啟了粒子物理學研究的新時代。希格斯粒子被稱為基本粒子理論大廈的基石，對其的研究會影響到人類對微觀粒子和宏觀宇宙的認識。

　　我國第一座高能加速器是1988年首次對撞成功的北京正負電子對撞機，被稱為世界八大高能加速器之一，今年是這一加速器成功對撞40周年。在過去的40年，北京正負電子對撞機對我國的高能物理研究作出了很大的貢獻。新的環(huán)形正負電子對撞機概念設計報告發(fā)布，意味著相關加速器、探測器和土木工程基本設計已經(jīng)完成，未來將關注對撞機的關鍵技術和原型機研發(fā)。（舒年）