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2012年，欧洲核子研究中心（CERN）成功发现了希格斯粒子。现在，LHC经过停机维护和能量升级后已经重新启动。研究部门的负责人塞尔吉奥·贝特罗西博士接受了Newton的采访，就额外维度等令人期待的科学发现发表了自己的见解。

图1. 塞尔吉奥·贝特罗西（Sergio Bertolucci）

1950年出生于意大利的拉斯佩齐亚，研究领域为实验基本粒子物理学，曾任职于德国电子同步加速器研究所和美国费米国立加速器研究所，并担任过意大利国立核物理学研究所副所长，自2009年起担任欧洲核子研究中心研究部长至今。

额外维度是最受瞩目的研究课题

Newton： 经过2年的停机维护和能量升级后，LHC于今年（2015年）重新启动了。重启后的LHC会取得什么令人期待的成果呢？

贝特罗西：在到2013年为止的第一阶段的运行中，我们发现了希格斯粒子，这意味着标准理论所预言的粒子全都被发现了。也就是说，发现了虽然在理论上广为人知、却从未真正见过的粒子。

在第二阶段的运行中，我们希望能发现完全未知的粒子，这是一个非常有刺激性的实验。

标准理论能够解释多种粒子的性质，是一个非常出色的理论，但是，它依然尚待完善，因为还有几个无法用标准理论解释的地方，例如，暗物质和暗能量等。此外，标准理论不包含传递引力的粒子，因此它无法很好地解释为何引力如此微弱。

提升加速器的能量，探索未知的领域的目的就是为了破解这个谜团。

Newton：以LHC现有的能量能够破解这个未解之谜吗？

贝特罗西：虽然有许多现象是用LHC的能量无法观测到的，不过，在力所能及的范围内尽量去理解去解释，这才是最重要的。

预言存在超对称粒子的理论，以及解释引力为何如此微弱的额外维度理论等，都是超越了标准理论的新理论，可惜的是，我们对这些新理论的理解还不够充分。

现在，加速器的运行非常顺利。在第二阶段的运行中，我们将描绘广阔未知领域的“概略图”。我们花费了很长的时间才对标准理论有了足够的了解，要想对这些新理论有更深入更详细的理解还要花费更长的时间。我觉得今后20年有太多的事情要做。

Newton：您能具体列出几个研究课题吗？其中，最引人注目的是什么？

贝特罗西：如果只让我选一个的话，那就是额外维度。这是因为如果发现了额外维度的话，它将完全改变我们对世界万物的看法。

如果发现了额外维度的话，就能解释为何引力如此微弱。尽管现在还不清楚额外维度的研究会取得怎样的结果，但是，我认为这对于探索我们所处的世界的结构来说非常重要。

Newton：您认为大概什么时候才能找到额外维度存在的证据？

贝特罗西：我们的研究就像探索自然界之谜的漫长旅途。LHC比第一阶段提升了能量，能够探索的范围也扩大了，这是毋庸置疑的。尽管如此，我还是无法断言什么时候能有新的发现，因为我不是赌徒（笑）。当然，我希望越早越好。

图2. 大型加速器 ——LHC

图片是从西北方向航拍的安装大型加速器LHC地区的照片。LHC是一个周长27公里的环形设施，坐落在瑞士日内瓦市的郊外，横跨瑞士与法国边境，深埋于地下100米深的隧道内。质子等粒子在围绕加速环运行的同时加速到接近光速，并正面相撞。用来观测粒子加速相撞所产生现象的主要实验装置共有4个，分别是ATLAS（超环面仪器）实验、CMS（紧凑渺子线圈）实验、LHCb（LHC底夸克）实验和ALICE（大型粒子对撞机）实验

根本无法想象，额外维度应用于什么地方

Newton：如果发现了额外维度的话，您认为会给物理学和我们的生活带来怎样的影响呢？

贝特罗西：当然会给物理学带来极大的影响，也许还会给我们的社会带着超出想象的影响。例如，相对论明确了时空的性质，现在广泛应用于GPS等领域。当然，爱因斯坦当时并没有告诉我们相对论能有这些用途。

如果发现了额外维度的话，或许可以知道世界上有多个宇宙（平行宇宙），我们生活的宇宙只是众多宇宙中的一个。这样的发现也许会带来超出想象的影响，颠覆我们对事物的看法。

随着人类对自然界的了解越发深入，肯定会在某种程度上影响到技术，并给社会带来极大变革。令人遗憾的是，我们很难预测这些变化。

需要借助年轻人的力量，他们没有先入为主的成见

Newton：您能对立志于物理学的年轻人提一些建议吗？

贝特罗西：今后从事物理学研究的年轻人非常幸运，他们赶上了一个黄金时代，能够亲身参与下一次科学大革命。

正如我刚才所说的那样，我们已经发现了标准理论预言的从未发现过的粒子。今后将是发现未知粒子的黄金时期，是一个非常好的时期。年轻人投身其中非常重要，因为他们拥有崭新的观点，能够发现被其他人忽略的地方。

埃德加·爱伦·坡（Edgar Allan Poe，1809～1849）曾经写过一个非常有名的故事。为了寻找一封藏在建筑物中的重要信件，搜查专家们拆墙破壁，把所有能想到的地方翻了个底朝天，可还是没有找到那封信。结果，那封信就堂堂正正地放在房间里，大家都应该看到了，可是熟视无睹，谁都没有进行搜查。

年轻人还处于学习阶段，所掌握的知识较少。但是，反过来说，他们没有成见，不会先入为主。有时候，无知也是一种动力，能够把大家认为不可能的事情变为可能。

（本文发表于《科学世界》2016年第5期）