我们能解开宇宙的奥秘吗?在日本北上山地深处,聚集了一群世界各地的科学家,正在研发探寻暗物质的仪器——国际线性对撞机(ILC)。ILC的主要目标是解开构成宇宙的主要物质之谜。这个谜题已经困扰我们上千年之久,ILC会是解开暗物质谜题的关键钥匙吗?今天,就请让小编为大家追(叨)述(叨)下历史上的那些推动人类文明和科学进程的感人发明。
原子粉碎器是一个庞大的设备,两条相对的隧道加起来总长有31km,比现有的最大线性加速器大10倍。我们可以把它想象成一个原子粉碎器,粒子(在这里当然就是电子和正电子啦)在其中被推进并以极高的速度(接近光速!)相对而行,在对撞后产生无数其他亚原子粒子,而这些粒子或许根本不存在,又或许根本无法被探测到。研究这些粒子能帮助我们了解宇宙的起源,或者开启宇宙探索的全新格局。
科学家认为,我们所不了解的宇宙应该还高达96%。ILC欧洲地区负责人、前牛津大学物理系教授布莱恩·福斯特说“如果ILC能成功重现大爆炸后瞬间的场景,那ILC就能探测到一组全新的粒子,这一切或许就能帮我们实线爱因斯坦的梦想——发现统一理论。”这个耗资数十亿美元的仪器计划于2015年开始,耗时8到10年建成。ILC计划的制定紧跟于近期关于希格斯玻色子的发现。
希格斯玻色子是一种亚原子粒子,它有可能能帮助我们了解粒子为什么有质量。这个概念最早在1964年由彼得·希格斯、弗朗索瓦·恩格勒和罗伯特·布绕特提出,直到2012年才被大型强子对撞机探测到,2013年希格斯和恩格勒也因此获得诺贝尔物理学奖。1972年:超级重离子线性加速器这是两位科学家正在介绍美国劳伦斯伯克利国家实验室早期的加速器——超级重粒子线性加速器(Super HILAC)。
它是最早一批能将离子加速到能被“击碎”地步的加速器之一。实验室是以欧内斯特·劳伦斯命名的,他是第一个发明回旋加速器的人,也因此被授予诺贝尔物理学奖。1970年:气泡室这个看上去像是科幻电影里道具一样的家伙实际上是个用于科研的气泡室。科学家第一次启用气泡室是1970年,把它用于探测中微子。方法是把气泡室里注入超高温的液态氢,然后观察其中粒子间的相互作用。
1971年,图中4.6米高的气泡室落座在美国费米国立加速器实验室。从2004年起,该气泡室开始向公众开放参观,热爱物理的盆友们有机会可要去看看哟。1968年:夸克的发现我们知道夸克有六种,夸克的种类被称为“味”,分别是上、下、粲、奇、底及顶。夸克互相结合形成强子,而强子中最稳定的是质子和中子,它们是构成原子核的单元。夸克不能够直接被观测到或是被单独分离出来,只能够在强子里面找到。
因此我们只能通过高能撞击来研究夸克。1968年,科学家用斯坦福线性加速器(图)观测到了上、下夸克子。该项目由默里·盖尔曼和乔治·茨威格在1964年最早提出和设计,夸克的发现也给“标准模型”提供了进一步凭证,很多人认为这是近50年里物理界最重要的发现。1942年:核连锁反应二战期间,美国总统卢瑟福收到了一封重要重要的信件,信来自匈牙利科学家利奥·西拉德和大名鼎鼎的阿尔伯特·爱因斯坦。
信里强调当时的德国正在研究原子弹,若一旦成功造出,一个最危险的武器将掌握在一群最疯狂的人手里。在那之前,里奥和意大利科学家恩里科·费米已经一起用研究核连锁反应长达10年,并且拥有简易核连锁反应堆的专利。最终,1942年12月2日,第一个人造核连锁反应在美国芝加哥大学发生。之后,美国政府召集许多科学家并推动曼哈顿计划,3年后,美国拥有了人类历史上的第一个原子弹。
1933年:电子显微镜西拉徳年轻时是一个非常有头脑的科学家,早在1928年,他就拥有了一项流弊的专利——电子显微镜。不过,直到1933年,恩斯特·鲁斯卡才真正建造出一台分辨率远超普通光学显微镜的电子显微镜。感谢鲁斯卡,这项用电子书照射微小物体制造出放大过的图片的发明至今都在被广泛运用与科研和医疗等等。1932年:盖格计数器盖格计数器曾被中子的发现者——詹姆斯·查德威克爵士使用。
年轻时,他追随计数器的发明者汉斯·盖格前往德国研究辐射。一战爆发时,查徳威克被困在柏林西部的一个集中营好几年,战争结束后,他就因在物理上取得的成就被授予了骑士勋章。1916年:爱因斯坦的相对论我们现在看到的是物理学里最最有名的公式(之一),这是由爱因斯坦亲笔所写的最早也是最长的关于相对论的手稿,在这篇手稿里他否决了许多之前物理理论中的假设,重新定义了空间、时间、物质、能量和重力等概念。
这个公式显示的是狭义相对论;而他的广义相对论帮助我们了解星体的运动和整个宇宙的演化。1897年:用阴极发现电子这个装置曾被用于电子的发现。1896年,约瑟夫·汤姆孙爵士开始在剑桥开展一系列阴极射线的实验,他的实验结果证明:阴极射线是由比原子小得多的带负电荷的粒子组成,并命名这种粒子为电子。1906年,汤姆孙因发现这一组成物质的基础粒子被授予物理学诺贝尔奖。
1896年:电离室这是由法国物理学家皮埃·居里发明的仪器,他和他的妻子玛丽·居里运用电离室研究放射性物质,也因此一同获得了1903年的诺贝尔物理学奖。之后,玛丽·居里继续研究如何将放射性物质运用于医疗,比如治疗肿瘤。电离器也帮助她发现了新的元素——钋和镭。1831年:法拉第线圈现在来看这可能已经并不复杂,可法拉第当年花10多天给这个铁环缠上两条铜线时,或许还意识不到他在做多么流弊又伟大的事。
当其中一根铜线接通电流后,另外一根铜线也会被感应出电流。因此他创造出第一个变压器。如今,变压器是城际间电流输送的重要器件,它们将电厂的高压电的电压转化成更低更安全的电压。1800年:棱镜这个就是威廉·赫歇尔爵士用来发现红外线的棱镜。他通过研究光谱上刚刚越过红光的区域发现了这种隐形的辐射,并且令他感到惊奇的是,这个区域比其他要“热”。他是第一个发现非可见光的光。
对了,还有厉害的——他还是天王星的发现者,同时还创作了24部交响乐!(有钱学霸的传奇一生)1687年:牛顿的苹果树这真的就是那棵长出了继亚当给夏娃的那只苹果后最重要的——砸牛顿童鞋头顶上启发了他思考万有引力的苹果的苹果树吗(喘口气先)?!科科,当然不是啦,而且就连被苹果砸的故事都有待考证呢。不过,据说这棵树是从牛顿出生地的那棵传说中的苹果树上折下来的一段,现在被种于英国剑桥大学三一学院正门前。
其他的树枝被移植到了内布拉斯加洲、温哥华和东京。1640年:伽利略的望远镜图中显示的两种望远镜都是意大利天文学家伽利略·伽利莱的发明,他为望远镜做出了许多改进。因为他在天文观测方面的领先,他是第一个看到月球上的火山口的人,并且确认了木星最大的四个卫星。