什么是对撞机？

继引力波、量子通信之后，又一个“高冷”的物理名词成了新晋“网红”——对撞机，因为科学“大咖”们最近在争论中国现在要不要建大型对撞机“这种超大超贵的机器”。那么，对撞机究竟是什么？ 从字面上解析，对撞机就是让某种东西在其中对撞的机器。而“大咖”们近日争论的对撞机对撞的是高能物理领域被加速到接近光速的带电微小粒子。

20世纪以来，人类对于物质结构的认知已经从分子、原子、原子核层次，逐步深入到更小的结构单位夸克和轻子。如何对这些愈加微小粒子进行研究，这活儿只能让对撞机干。

“对撞机是人类探索微观物质世界的‘超强显微镜。科学家要研究的粒子愈微小，选用的对撞机体积就要愈庞大、粒子加速的能级也越高。现代大型加速器的周长可达数十千米，造价在几十亿到几百亿美元不等。”在国内外大型对撞机工作多年的上海应用物理研究所所长赵振堂说。

对撞机家族成员众多。按照对撞粒子的种类分，可分为电子对撞机、质子-质子对撞机、电子-质子对撞机和重离子对撞机等；按照对撞机的形状分，可分为环形对撞机和直线对撞机。中国科学院物理研究所研究员曹则贤介绍，虽然对撞机的种类各有不同，但对撞机中用于碰撞的两束粒子一般会选择一对正反粒子，如电子与正电子或者质子与反质子。

“一对高能正反粒子碰撞会湮灭，然后产生新的粒子。所以，对撞机可以帮助我们研究这些新粒子的内在性质、产率及其能量和动量的分布，理解粒子之间的基本相互作用，从而回答一些基础物理问题，如到底有哪些基本粒子，有怎样的相互作用，粒子的质量从哪里来，物质的起源等。”曹则贤说。

在科学家眼中，对撞机就像一个具有神奇法力的“大魔盒”。因为当粒子被加速到极高能量、进行对撞后，没准儿就会产生地球上极为稀少的重要物理现象，通过捕捉、测量这些新现象，人类可以进一步发现自然世界的基本规律。（叶艳玲摘编自新华网，记者余晓洁、吴晶晶、王琳琳）