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粒子与相互作用

粒子与相互作用

重大事项

02 Nov 2010

大规模:寻找上帝粒子
Ian 样品
2010年维珍图书
£20.00(320pp)

中间的人

在剑桥大学博物馆的多尘陈列柜中’位于卡文迪许(Cavendish)实验室的那儿是一个形状奇特的玻璃容器,里面装有一些电极,就像一艘装在瓶子里的船。它是第一个粒子加速器的复制品,由汤姆森(J J Thomson)于1897年用来从原子中释放电子。汤姆森 ’突破性突破是长期寻求破解原子并揭示其内部运作方式的第一步。一个多世纪以后,这一探索在日内瓦CERN实验室进行了数十亿英镑的实验,这些实验准备探索新的领域,寻找期待已久的希格斯玻色子,并检验我们目前的理解是否仅仅是更加丰富的现实的阴影。

介于两者之间的故事具有好莱坞电影的所有特质,并且 大规模:寻找上帝粒子 可能是剧本。伊恩·萨普(Ian 样品)中的宏大叙事’这本书源于对物质本质的最早推测;通过第二次世界大战和核武器的黎明;冷战的偏执狂(在此期间,科学被视为国家安全的来源);与美国和欧洲在和平时期领导世界的努力相抗衡;最终出现了全球科学合作。追赶这一潮流的是个别科学家,他们在结婚,生儿育女,与政治出资者的招摇和对手的低沉打击方面都在努力弄清方程式和量度。这个故事远非英雄的独行天才在某些科学史上所描绘的庄严的智力进步。

大量的 通过使用某些参与者的生活中的个别情节来带领读者穿越史诗。这些段落通常读作快节奏的小说,例如,当一架飞机载有最新突破的证据时“用一小撮橡胶就着陆了”在一个寒冷的希思罗机场。这使得读起来很吸引人,完全不同于教科书的叙述。科学家们在探索新的理论时面临着不确定性,而希格斯玻色子似乎触手可及的时候,他们决定关闭欧洲核子研究中心的LEP对撞机,这是令人痛苦的决定,这些人为的触动使它们栩栩如生。

中心人物是彼得·希格斯(Peter Higgs),其生平贯穿于整本书。他的早期作品,著名的出版物暗示了现在以他的名字命名的粒子,以及他随后的职业都充满同情心,并充分揭示了科学过程。涵盖了知道该朝哪个方向前进的真正困难,死胡同,恐惧和沮丧。像希格斯本人一样,Sample谨慎对待所有与电弱理论发展有关的人员。理论的逐步发展,特别是多种见解对解决方案的贡献方式,都得到了很好的阐述。样本还清楚地表明,找到玻色子不会​​预示故事的结局:在精彩而专题的一章中,他阐述了希格斯机制对其他新物理学的影响,非常清楚地解决了超对称性,额外的空间尺寸和隐藏世界。这与人们普遍认为粒子物理学只是关于寻找希格斯粒子的观点很有用。

这本书避免了对科学(或什至超越任何方程式)的长期讨论来直面科学。 E = mc2), and relies instead on straightforward descriptions of the key points backed up by lots of illustrative analogies. This works rather well, since the analogies are usually well chosen and there is no sense that the science has been over-simplified. 样品’作为科学通讯员的经验 监护人 报纸在这里还清。

从加速器本身的发展到平行的叙述,从小型实验室资助的台式设备到庞大的国际设施。美国和欧洲之间的竞争是一个令人着迷的子情节,它显示了科学在大西洋两岸的政治事件中所受的摆布。例如,英国首相玛格丽特·撒切尔(Margaret Thatcher)在科学界曾受到广泛批评,但她却阻止了英国粒子物理学的死亡,从而确保了欧洲核子研究组织(CERN)的未来。同时,她的大西洋彼岸总统罗纳德·里根(Ronald Reagan)批准了超导超级对撞机(SSC),以便美国“the most powerful…gun in the world” –只是为了让它成为华盛顿猪肉桶政治的创始人。

SSC背后的许多因素’的逝世是众所周知的,但奇怪的是,第一任总统布什’在日本的国宴上患病(这使美国为让日本人加入南南合作而付出的努力感到震惊)和阿拉伯–比尔·克林顿期间举行的以色列和谈’总统职位(这迫使一场运动使对撞机脱离新闻议程)也助长了其垮台。但是,最后的打击来自国会拨款程序,该程序确保一旦决定由哪个州主办设施,支持就会消失,从而获得大部分资金。在欧洲核子研究组织拥有公认的共享设施对欧洲的好处非常明显。

样品’公众对粒子物理学中事件的反应的描述也很有趣。最初,这种深奥的主题被描绘成没有想象的用途,并被称为纯粹的知识追求。原子弹付诸实践,物理学家成为民族主义和军事愿望的焦点。既然这些项目对于任何一个国家来说都太昂贵了,就无法资助,粒子物理学被视为国际合作的光辉典范。该书特别强调了对撞机对地球乃至整个宇宙的存在的所谓威胁,以及随后的媒体辩论。

现在将场景设置为最终结局,在这里希格斯被捕获或被发现是一种嵌合体。在欧洲核子研究组织(CERN)上,新的重量级大型强子对撞机是赢得最后一轮比赛的最爱,但是老冠军费米实验室(Fermilab)’Tevatron正在为该头衔进行最后竞标。因此,剧本以悬而未决的结尾结束,让观众为续集作好准备。

自从CERN成为怪异时尚中的硬道理以来,每位粒子物理学家在某个时候都被朋友或亲戚所困扰,并要求“解释发生了什么”。现在,终于有了一个简单的答案:给他们买这本书,然后自己拿一本。

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