中國人貢獻了什么

歐洲大型強子對撞機位于法國和瑞士邊境的地下，放置于一條長27公里的圓形隧道內(nèi)。它在2010年3月正式啟動后，每秒鐘都進行上千萬次爆炸：粒子被環(huán)形管道加速后，不斷碰撞。每個對撞點上都有啤酒桶型的粒子探測器，用以采集數(shù)據(jù)。

這些數(shù)據(jù)先到達日內(nèi)瓦的歐洲原子研究中心中央計算機，再分送給5個地區(qū)的一級計算機中心，然后抵達上百個二級計算機中心。中科院高能物理所就擁有一個二級中心。

最終，數(shù)據(jù)進入全世界80多個國家地區(qū)的幾十萬臺計算機中。僅CMS組和ATLAS組科學家就有超過5000位。

處于CMS核心數(shù)據(jù)處理位置的科學家有50多人，其中包括4名中國人。此外，中國人也參與了ATLAS組。尋找“上帝粒子”整個項目的中國負責人是中科院高能物理研究所所長陳和生院士。

僅在籌備階段，大型強子對撞機就花費了來自40個國家的60億歐元。它每運轉(zhuǎn)1小時，就需要超過134萬元人民幣。這筆經(jīng)費由參與實驗的各國分擔。中國在CMS和ATLAS項目上分別投入了1%和0.5%的經(jīng)費。

中國部分的經(jīng)費來自三家單位：國家自然科學基金委、科技部、中國科學院。參與建造CMS和ATLAS的單位是中科院高能物理研究所、中國科技大學、山東大學以及南京大學。

“我在2000年前后開始加入這個包括30多個國家科研人員的CMS探測器建造團隊，2003年開始正式制造。”陳國明說，“中國參與的主要部分是探測器端蓋上的繆子探測器，就好比啤酒桶的蓋子。”

CMS探測器端蓋是一個很大的系統(tǒng)，里面有三分之一是由陳國明所在的團隊建造并安裝調(diào)試的，另外還有北京大學的科研人員參與了觸發(fā)系統(tǒng)的制造。

據(jù)悉，中國科研人員還承擔了CMS探測器的支架研制工作，“這個支架是可以移動的，還有里面的地板、軌道等，另外探測器電磁量能器的晶體由上海一家單位研制，它在尋找希格斯子中起到很大作用，因為光子就是靠這個晶體來測量的”。

看上去遙遠的發(fā)現(xiàn)，影響將不可估量

中國對“上帝粒子”的付出，回報是可以分享歐洲大型強子對撞機得到的數(shù)據(jù)。

目前北京的正負電子對撞機，曾被陳和生稱為“我們國家第一個大科學裝置”。這個裝置于1984年動工，由鄧小平親自奠基。1988年正負電子對撞機建成，鄧小平在落成典禮上表示，中國要在世界高科技領(lǐng)域占領(lǐng)一席之地。

目前全球有六個頂級高能物理研究中心。亞洲是中科院高能物理研究所和日本高能所，歐洲是意大利和歐洲原子研究中心，美國則是芝加哥附近的菲利實驗室以及紐約長島的凱文實驗室。陳和生表示，中科院高能物理研究所在六大機構(gòu)中處于中游。

自北京正負電子對撞機開始，上海、蘭州、東莞等地相繼建設(shè)此類大型加速器，列入“十二五”規(guī)劃的此類大型裝置總造價超過20億元人民幣。

但是，北京正負電子對撞機的周長是240米，能量約達40億電子伏特；而歐洲大型強子對撞機周長27公里,能量可達7萬億電子伏特。

陳國明說，中國高能物理研究起步較晚，到上世紀70年代開始真正實施此類項目，當時從原子彈研究隊伍中抽調(diào)科研人員，“到丁肇中那里去培訓學習，回國后成為我國高能物理領(lǐng)域的核心，并起到了領(lǐng)導(dǎo)作用”。

陳國明說，他自1989年就在丁肇中的實驗室中學習，“開始完全摸不著頭腦，直到2000年，我一直在做數(shù)據(jù)分析。”他介紹說，目前我國正負電子對撞機的實驗數(shù)據(jù)已經(jīng)被國際接受，基本達到世界先進水平。但同時，在探測器研制方面還有一些領(lǐng)域尚未掌握。

比如CMS探測器里的部分內(nèi)容，另外晶體探測器也是中國科技領(lǐng)域的一個短板，還有微電子學也顯得落后。

“這次發(fā)現(xiàn)中，中國人也做了很多關(guān)鍵的研究，貢獻肯定不止1%。”陳國明說，高能物理是世界前沿的基礎(chǔ)科學研究，雖然研究成果現(xiàn)時距離普通人的生活還很遙遠，但從更長的時間尺度看就大不一樣。

“上世紀初發(fā)展起來的物理學第一次革命，推翻了牛頓體系，建立了量子力學體系，還有愛因斯坦的相對論，當時對人們的日常生活沒帶來任何影響。但很快發(fā)展起來的半導(dǎo)體技術(shù)整個改變了人們的生活。”陳國明舉例說，“我們現(xiàn)在的發(fā)現(xiàn)看上去也許很遙遠，但對未來生活的影響不可估量。”