欧洲大型强子对撞机实验数据首次被转换为声音

2011-1-05 11:11 来源: 新浪
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大型强子对撞机项目科学家首次将这台对撞机生成的海量数据转换为声音。这是他们认为的希格斯玻色子的数据所展现的模样。


大型强子对撞机位于法国和瑞士边境地下100米深、27公里长的环形隧道内,正以每秒4000万次的速度处理数据。

  北京时间1月5日消息,欧洲大型强子对撞机(LHC)项目科学家首次将这台对撞机生成的海量数据转换为声音。

  欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机是当前世界上最大、能量最高的粒子加速器,寻求证明像希格斯玻色子这样神秘粒子的存在,以每秒4000万次的速度处理数据。研究人员认为,希格斯玻色子是宇宙万物的质量之源。在此之前,大型强子对撞机以彩色图像的形式输出数据。这是它以不同方向喷射彩色粒子时拍摄的。

  但是,最近在大型强子对撞机项目工作的物理学家莉莉·阿斯奎斯(Lily Asquith)博士希望能听到实验产生的粒子的声音。于是,她运用音乐对比软件将大型强子对撞机生成的数据转换为声音,从而赋予这台机器人性化的一面。大型强子对撞机2003年开始兴建,位于法国和瑞士边境地下100米深、长17英里(约合27公里)的环形隧道中。

  阿斯奎斯在接受无线电台NPR采访时表示:“大家往往喜欢令人深思的东西人性化。我个人认为,电子或许听上去就像是钟琴。我们自然而然地认为,某些声音或许与这些事情存在联系。”在这次尝试中,阿斯奎斯博士将大型强子对撞机的数据样本(三组数据)输入到音乐对比软件中。

  在粒子束被发射到大型强子对撞机的时候,三个数据点被搜集起来,添加到声音参数中:远离内部光束的粒子变成声音的音调,粒子的能量被转变为音量,曲调的时间长度则显示粒子旅行距离。阿斯奎斯解释说:“例如,我们会绘制时间的第一组数字集——可能是距离。我们还会绘制第二组数字集——音调,以及第三组数字集——音量。”

  虽然由此出现的声音可能没被称为是音乐,但它们肯定对新潮音乐的乐迷们颇具吸引力。阿斯奎斯承认,科学家目前不能从这些声音了解到太多信息,但她希望它们不久以后会令科学家对大型强子对撞机的数据有新的认识。由于大型强子对撞机能够如此迅速地生成有关宇宙起源的新数据,物理学家或许会将现阶段“宇宙大爆炸”模拟实验延长至2012年底。

  如此一来,他们可能会提前发现神秘的希格斯玻色子。科学家认为,在宇宙诞生之初,希格斯玻色子将尚没有定形的粒子变成了固态。大型强子对撞机在两年前正式启动,引起全世界的关注,然而,由于出现故障,它在运行两周后被迫关闭。按照设计,大型强子对撞机可以模拟宇宙形成瞬间后的状态,识别各种神秘粒子,从而填补物理学研究领域的空白。

  它一开始对质子——发现于原子核内的带正电荷的粒子——展开对撞实验。2010年11月,它开始撞击铅离子,试图了解大爆炸后瞬间填满宇宙的“夸克-胶子等离子体”。重达一万吨的大型重离子实验探测器(ALICE)在隧道内创造了“迷你大爆炸”。功能强大的磁体驱使铅离子以接近光速的速度在地下隧道内高速运转。铅离子以相反两个方面运行,最后聚焦变成一个狭长的光束,被迫在大型重离子实验探测器内撞击。

在欧洲核子研究中心之前,美国能源部下属布鲁克海文国家实验室利用相对论重离子对撞机(RHIC)通过撞击金离子也曾制造出夸克胶子等离子体。但是,这台对撞机仅仅可以产生400万摄氏度的高温。科学家希望,通过夸克与胶子等离子体,他们可以对强作用力有更多的了解。强作用力是自然界存在的四种基本作用力之一。