从粒子中见到一个宇宙:移动课堂参观欧洲核子研究中心

同济大学创新移动课堂的最后一站,也是许多同学最为翘首以盼的一站,就是神秘的欧洲核子研究中心(简称CERN)。CERN是世界上最大的粒子物理学实验室,也是互联网的发源地。在这里有世界上最大的粒子加速器和其他支持高能物理学研究的设施,同时也设立了大型数据中心,以协助实验数据的分析。
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在CERN Ideasquare协助组织下,同学们参观了CERN的小宇宙展览、CERN地标科学创新之球、CERN数据中心和ATLAS探测器实验中心。CERN Ideasquare与中芬中心同为全球设计工厂网络成员,共同分享设计工厂“设计+工程+商业”的跨学科合作的工作理念,致力于为学者、工程师、社会机构和跨学科团队的学生提供合作的平台,以研究为目的共同开发新技术,并创造一种合作式的工作方法。
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小宇宙展览以时间线的方式,讲述了从2亿年前直至现在的宇宙故事。通过参与展览中多种多样的装置、视频及游戏交互,大家得以对在CERN发生的重要实验及其应用有了直观感受。在CERN的科学家专心研究世界上最小的东西——粒子,试图从中解读宇宙最古老的信息。科学创新之球是一个木质结构的球形建筑,其木材全部取材自瑞士森林,以彰显其可持续性。一进门就可以墙上看到用多种语言提出的三大终极问题:我们是谁?我们从哪里来?我们到哪里去?整个宇宙包括我们自身都由粒子组成,但是它们从哪里来?它们遵循何种法则运行?在这里的常设展览“粒子宇宙”使用影像及其他交互设备,让大家理解CERN的大型实验设备如何工作,并再次感受宇宙大爆炸的那一瞬间。
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在CERN数据中心和ATLAS探测器实验中心,在这里从事科研工作的钱思进教授和任忠良教授接待了我们并用深入浅出的语言为大家介绍了CERN最重要的这两个机构。在大型强子对撞机实验室,科学家通过粒子探测器探测高能粒子束碰撞激发出来的粒子,每秒钟都会有四千万张粒子的数据资料被记录下来。CERN数据中心的11万台多核心处理器和1万台服务器全年无休运转,为CERN庞大的数据处理提供坚实支撑。无论是诞生在CERN的万维网还是现在CERN正积极开展的网格计算研究,都是支撑CERN高能物理学研究的重要支柱。上一次CERN震惊物理界的成果是发现了希格斯玻色子,它的存在使物理学家得以推测宇宙大爆炸时期的情景,提出希格斯玻色子理论的两位物理学家因此获得2013年诺贝尔物理学奖。据钱思进教授透露,几个月之后CERN可能会公布新的发现,目前科学家正在积极验证确认中。

结束了一天的CERN之旅,来自不同学科背景的移动课堂成员都对宇宙的神秘及CERN所从事的工作成就啧啧称叹。物理学的魅力,大抵就在这从一颗粒子中见到一个宇宙的玄妙中吧。

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