我们离世界本源又近一步：大型强子对撞机刚刚成功加速一颗原子

近日，科学家们在探究世界本源的道路上，再迈出了一步。他们用瑞士的大型强子对撞机(LHC)，首次成功加速了一颗仍然带有电子的原子。

按照设想，LHC的目标是赋予亚原子粒子以地球上无法实现的能量，使之对撞，利用粒子碰撞后的产物探索物理现象，揭示宇宙的基本性质。通常情况下，这些原子核的负电荷都会被在加速试验中被分离，但在最新试验中，一束铅“原子”——严格来说是离子——在带有至少1个电子的情况下进行了加速。

对此，一群科学家欣喜若狂。LHC工程师绍曼(Michaela Schaumann)表示:“我们正在研究CERN计划的拓展方向，发现新结果、得到可能性是第一步。”

LHC试验通常从中性的铅或氢原子开始，上述物质要先通过一系列小型粒子加速器，在过程中，振荡的磁场从原子中剥离了许多电子。而在原子穿过金属箔进入17英里的加速环之前，它们往往会失去剩下的电子。绍曼调整了箔片的宽度，让铅原子携带着1个电子穿了过去。科学家们随后调整了LHC，使其在实验中保持了这种状态。

根据发布的消息，这束携带电子的铅原子对撞机中循环加速了2个小时。

除了创下又一个“第一”纪录以外，这个实验更重要的意义是证明，LHC有可能成为一个伽玛射线工厂。如果实现的话，它将足以产生有史以来最高能量的人造光。这种光可以被转换成各种研究目的的次级光束，用于包括对暗物质的研究。科学家称，它“可能在未知的基础物理和工业应用领域开辟新的研究机会”。

这样的伽玛射线工厂将用激光撞击其中一个单电子原子束，使电子跃迁到更高的原子能级。然后，电子会回落到基态，释放出一个轻粒子。但是由于原子已经以接近光速的速度运动，光粒子的波长会被压缩，从而大大增加能量。

进件来，科学家们常常用LHC探索新事物——去年，他们加速了氙原子而不是通常的铅。而在更早之前，在2015年LHC刚刚重启时，欧洲核研究组织(CERN)旗下两组科学家团队表示已探测到大量伽马射线，很可能代表某种尚未知晓的放射性衰变粒子。

由于是两个不同团队同时发现了近似现象，科学家们当时认为，有很大可能，这背后确实存在着什么——有可能是一个衰变的大粒子，或是希格斯玻色子的某种近邻，亦或是引力子即一种理论上存在的无质量的在量子理论中控制重力的粒子。无论是前述任何一种粒子被证实，结论都将改变我们今天认知的物理学。

不过，要解开粒子物理学的奥秘，还需要更多的实验，以上几种粒子的存在，都需要时间来证明。