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火 流 星 天文人事 Bolide |
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她肩上的宇宙——执掌世界上最大型实验的女性
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Anil Ananthaswamy 文 Shea 编译 |
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从2009年3月起法比奥拉·吉亚诺蒂（Fabiola Gianotti）成为了欧洲核子中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）超环面仪器（ATLAS，希腊神话中的擎天神）实验的主管。做为同类型最大的实验，ATLAS将为我们解答宇宙的神秘。  [图片说明]：法比奥拉·吉亚诺蒂。版权：CERN。 问：做为第一个主管LHC粒子物理实验的女性，你有什么感想？ 答：CERN是一个非常多元化的地方。这里有来自全世界不同地方的人，年轻的学生也可以和世界著名的科学家以及诺贝尔奖得主一起工作。因此国籍、年龄以及性别不会让你有别于其他人。我并不觉得一个女人领导大型科学项目会有什么特殊。另一方面，做为一个已经在类似ATLAS这样大型的实验中开始崭露头脚的女科学家，我也希望能以此来鼓励更多愿意投身科学的年轻女性。 问：为什么你会选择成为一名粒子物理学家？ 答：这说来话长。当我还是一个小女孩的时候，我喜欢艺术和音乐。我当时在音乐学校非常认真地学习了钢琴，并且在高中学习了向语言文学方面发展的课程，例如古希腊语和拉丁语以及哲学和艺术史。我喜欢这些东西，但是我也充满了好奇心。有一些大问题一直让我着迷。为什么事物会是这个样子？回答这些基本问题一直吸引着我的思想、灵魂和一切。 因此，当我不得不选择我这一生究竟想要什么的时候，我想物理学应该比哲学能以更坚实的方式来回答这些大问题。现在看来我当时的选择是对的，为此我很高兴。 问：能不能为我们感性地介绍一下ATLAS？ 答：整个ATLAS团队包括了来自5大洲、37个国家、169个研究机构的差不多3000名物理学家。而ATLAS则是目前粒子对撞机上最大的探测器仪器。当你参观它所在的地下洞穴时，立刻就能体会到相当于5层楼房那么高的它有多大。这样的大小同时也伴随着巨大的复杂性。在每次质子-质子碰撞中，为了重建由此产生的数百个粒子，我们必须记录下1亿个不同的电子信号。而在这其中，每个粒子的轨迹都必须在微米的精度上被还原出来。这一尺度、复杂性和精度的骇人组合是对现有技术的巨大挑战。ATLAS以及LHC的其他探测器绝对是史无前例的实验装置。  [图片说明]：工作现场的法比奥拉·吉亚诺蒂。版权：Michael Struik/New Scientist。 问：ATLAS的主要目标是什么？ 答：ATLAS会过滤由甚高能质子-质子碰撞所产生的粒子。我们即将开始一趟奇妙的科学之旅。我们相信，在这样的高能量下超越标准模型的新物理学会显现出来。由此我们预期会找到一些对基本问题和谜题的解答，而这其中有许多已经困扰了我们几十年。例如，质量的起源。这个问题的解答和希格斯玻色子有关。另外，除了我们已知的四种力以外，自然界是否还存在其他的力？时空还有没有其他的维度？组成宇宙暗物质的又是什么？ 问：那你个人最想看到的ATLAS的第一个发现是什么？ 答：暗物质。如果我们发现的粒子可以解释占宇宙中20%的暗物质，那我会非常非常的高兴。像LHC这样的加速器使得我们有机会可以研究物质的最基本组成，这将告诉我们宇宙的结构和演化，尤其是无穷小和无穷大之间的联系。 问：你有没有想过如果LHC没有发现新物理学会怎么样？ 答：问得好，不过这很难回答。根据我们近几十年来从实验和理论工作中所获得的知识，在LHC所能达到的能量范围下必定应该存在新的物理学。也许那就是希格斯玻色子，或者是一种可以起到相同作用的新机制，当然我们希望能得到更多。我们知道标准模型并不是一个完整的基本粒子理论，因为它并不能回答所有的问题。而我们也预期在LHC所能达到的能标下标准模型会开始失效，因此一定会有新的物理学出现。它们不一定会是我们原先预想的样子，但一定会有答案。大自然会给我们送上惊喜，这是最令人激动的事情之一。毕竟，研究就是一个寻找未知的过程。 问：在ATLAS工作感觉怎么样？ 答：建造LHC和ATLAS这样的实验装置是一项前所未有的科学、技术和人的冒险。我在CERN的科学生涯之所以特殊也体现在这三方面。第一是激动人心的科学目标。然后为了回答这些问题，我们研发从电子到低温等各个领域的尖端技术来制造实验仪器，而这些技术最终还会回馈社会。第三，这些项目是在国际合作的环境下开展的。来自不同国家的物理学家、工程师和技术人员，他们为了共同的科学目标打破政治壁垒走到了一起。在我们的项目中，甚至还有来自历史上既不友好的国家的成员。  [图片说明]：法比奥拉·吉亚诺蒂。版权：Valerio Mezzanotti/The New York Times。 问：由于LHC的推迟，CERN的气氛怎么样？ 答：去年9月10日LHC的启动是一个巨大的胜利，大家都异常兴奋。之后9月19日发生的事故无疑是一盆冷水。当然大家会沮丧，尤其是年轻人，他们在一开始的头几天当LHC开始加速粒子的时候都非常的高兴和兴奋。从另一方面来讲，这也说明LHC是一个技术上非常困难的项目。从大约20年前开始至今，这样的“挫折”应该是意料之中的。我们一路走来，必将获得成功。只是这需要我们多一点耐心。 问：LHC和ATLAS可能会揭示出宇宙如何运转的更深层内涵。你对此有什么感觉？ 答：感觉当然很激动，感觉临近了人类历史上非常重要而伟大的一刻。基础研究是人类的责任和需要。13世纪意大利诗人但丁说过，我们生来不是为了像动物那样活着，而是为了追求美德和真理。作为人类，对基础研究和知识的探求是我们的一种需要，它使得我们有别于其他的动物和植物。对艺术的需要也是如此。研究带来知识，知识带来进步，始终如此。 如果我们通过LHC发现了一些基本的东西，这就会使得我们向宇宙的心脏再迈进一步。当你越来越靠近基本的东西，越来越靠近宇宙从哪儿来又要去往何方的基本问题，你的感觉就会越来越特别。
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出自：New Scientist
发布日期：2009-02-28 |
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2001-2009 火流星工作组制作
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