轫致辐射布图规则检查非卧床监护凯时娱乐备用网址登录单向开关如果要你选一件人类历史上最令人咋舌，看似最不可能做到但却成功做到了的壮举，你会选什么？很多人可能会选择登月，为什么？因为还有很多人仍不相信已经登月。而现在，另一个看似不可能做到，堪比登月的壮举正在悄悄酝酿，这就是看似没有任何可能的μ子对撞机。是的，你没有听错，科学家们已不再满足于在太空留下脚印，而是要到粒子世界里去掀起风云！

　　为什么μ子对撞机看似不可能呢？很简单，μ子是一种类似电子，带负电的基本粒子，它的寿命只有2.2微秒，这意味着即使以光速奔跑，它也只能跑上660米就会“心肌梗塞”，一命呜呼，怎么在数十公里的隧道里加速对撞呢？所以这就是为什么建μ子对撞机堪比登月了，科学家们需要把不可能变成可能。

　　那为什么要建μ子对撞机呢？《三体》里物理学不存在了，因为智子锁死了地球科技，怎么锁死的呢？干扰粒子对撞机，让人类无法进行基础科学研究。所以建μ子对撞机还需要理由吗？

　　当然需要！现在的对撞机主要是电子对撞或质子对撞，欧洲核子研究中心(CERN)2012年发现上帝粒子希格斯玻色子后，准备建一条比现在长3倍，90公里的环形隧道，先进行电子和正电子的碰撞，以“量产”希格斯玻色子进行研究。然后再改造成100TeV的质子对撞机，以寻找新的物理学，但时间已排到2070年了。

　　然而这里有一道迈不过去的“坎”，在环形加速器中带电粒子会因曲线运动而发射同步辐射，这就是轫致辐射或刹车辐射，这会导致能量的不断损失，这种损失与粒子能量的四次方成正比，质量的四次方成反比，这意味着质量越小的粒子损失越大，所以电子-正电子对撞能量无法超过1TeV，而质子-质子对撞的上限也只有100TeV。

　　这就像汽车在1000米的直道上行驶，很容易就加速到200公里/小时，但你要在1000米的环形跑道上行驶，由于汽车需要克服离心力，你不得不频繁刹车损失能量，所以可能就只能加速到100多公里/小时了。

　　然后就是建造90公里的环形对撞机，成本可能达到惊人的300亿美元，而质子对撞能量要高于100TeV，可能还需要更强大的技术，比如更强的超级磁铁和更先进的超导技术，所以欧洲到现在都还没有完全敲定。

　　而μ子，简直就是上帝专门派来打发电子去打酱油的。它的性质和电子相似，只是重了206倍，介于电子和质子之间，所以它又叫μ介子。你可以简单地把它看成是一个“肥胖版”的电子，由于比电子重206倍，它在环形加速器中损失的轫致辐射会少206的四次方，也就是18亿倍，这意味着在小得多的环形加速器内，就可以加速到同样的能量。

　　据估计，一台10TeV的μ子对撞机，就可以达成和100TeV质子对撞机相同的科学，而它只需要和费米实验室一样长的隧道，也就是6.3公里，远远低于欧洲90公里的未来圆形对撞机。另一个关键就是，μ子是基本粒子，这意味着它们的碰撞比质子等复合粒子的碰撞更“干净”，结果更容易分析。

　　还有就是μ子质量比电子大得多，与希格斯玻色子之间的耦合更强，再加上更高的能量，μ子对撞机因而能更高效地产生希格斯玻色子，而且碰撞更“干净”，背景噪声更低，更容易识别希格斯玻色子的信号，因而是研究希格斯玻色子的强大工具。而希格斯玻色子，所谓的上帝粒子，那可是科学家们梦寐以求的研究对象，因为它可以帮助我们揭开，质量究竟是如何而来这一宇宙终极问题的答案，提供我们宇宙如何运作的深刻见解。最后就是μ子对撞机耗能更低，建设成本更便宜。

　　所以你看，μ子对撞机如此完美，不建简直是天理不容，对不起列祖列宗啊。然而正如我们开头所说，建造μ子对撞机可能比登月还难，目前还没有强有力的科学支持，也没人知道究竟能不能成功。因为在2.2 微秒，μ子生命短暂的“有生之秒”内，你需要从质子加速器捕获它们，冷却、加速并完成整个碰撞过程。就像一眨眼的时间，你就得从出生开始，完成上学、结婚、生子、衰老、死亡的整个过程，这不是强“μ子”所难吗？做不到，怎么都做不到！

　　国际μ子对撞机合作组织研究负责人丹尼尔·舒尔特感叹地说，要是μ子寿命再长一点，直接就可以开建了，哪还用得着这么纠结。他认为最大的挑战之一，就是开发新的高温超导磁体，一旦质子碰撞产生μ子，就需要马上冷却减速成可用的μ子束，然后用快速循环的高速磁体，对μ子束进行有效加速，同时保持对μ子束的精确控制。而这需要的磁体开发、加速技术、光束聚焦等技术，目前大多数都还不存在，或处于起步阶段。

　　看起来真的是希望渺茫，此生无望！不过我有一个好消息，目前μ子的唯一天然来源，是宇宙射线冲进地球大气层，高能质子撞击分子产生π介子，π介子寿命更短，冲刺7.8米后就会摇身一变，衰变成μ子。现在让你瞠目结舌的事情来了，科学家们的观察发现，大多数的μ子是在15公里高空产生的，而这些μ子竟然能冲到地面，甚至数百米深的矿井中，说好的只能跑660米呢？这15公里即使光速来跑，也要50微秒啊，μ子是怎么做到下定决心，不怕牺牲，屏住呼吸，坚决不咽气的呢？

　　经常看我频道的朋友可能早就明白了，这是爱因斯坦相对论效应的经典案例，当μ子以接近光速运动时，由于时间膨胀，虽然它自己感觉2.2微秒后就要说再见了，但作为地球上观察者的我们，却发现它时间膨胀，被拉长超过了50微秒，因而能够飞行更远的距离，理论上它的能量越大，我们看到它存活的时间就越长。

　　这就给我们带来了无限遐想，原来宇宙自个儿在帮我们寻找解决办法，我用GPT4算了一下，如果我们能把μ子加速到10TeV，它的寿命将达到208毫秒，也就0.2秒，这足够科学家们进行一系列复杂的操作了吗？

　　我还不太清楚，不过美国20年前就成立了一个粒子物理项目优先小组 (P5)，专门评估大中型物理研究项目，每10年召开一次会议，提出未来10年美国对粒子物理研究的投资计划。在去年12月的报告中，他们提出一个重磅建议，下一个10年美国应该启动μ子对撞机，首先是将技术发展到原理证明的程度，并最终在美国本土建造一座全尺寸的μ子对撞机。

　　“虽然我们不知道μ子对撞机最终是不是可行”，但这符合美国主办大型国际对撞机设施的雄心，让美国能够领导全球努力了解宇宙的基本性质，这就是新时代的“μ子发射”。我估计这意思是和登月相比，登月是发射火箭到太空，μ子对撞机是发射粒子到量子世界，真的是上穷碧落下黄泉啊。

　　欧洲核子研究组织则在2020年完成了一项未来战略研究，呼吁进行μ子对撞机的研究和开发，随后利用种子资金成立了国际μ子对撞机合作组织，希望通过国际合作开发μ子对撞机，目前全球约有200名科学家正在开发对撞机所需的概念和技术，美国费米实验室是潜在的μ子对撞机建造地。

　　和当初登月一样，μ子对撞机目前也处于没有人知道是否可行的阶段，但无论如何，就像当初登月开发的各种技术一样，μ子对撞机开发催生的新技术、新材料、新理论，也将可能促进人类科技水平的迅猛发展，并带来人类文明的巨大进步，所以绝对是“值得一试”的疯狂冒险。