理论物理爱好者朝圣：欧洲核子研究中心CERN
本帖最后由 NeverGone 于 2024-3-31 11:26 编辑喜欢理论物理挺多年了，作为一个没啥能力追求物质名利，喜欢待在舒适圈里的懒人，吃饱了闲的没事就琢磨一下那些古往先贤一直在追问的终极问题，充盈一下精神
初中的时候得知世界最大的粒子对撞机LHC（Large Hadron Collider）即将投入使用，就一直想去那边看一看，就像生活大爆炸里的Sheldon那样。这种感觉，就有点像喜欢摄影的人想去Wetzlar徕卡总部朝圣一样吧（感谢CHH，让我云游了好几次徕卡总部）
当年科普杂志的配图
今年这次欧洲行抽出几天时间去了瑞士，总算如愿
其他一些照片记录
米兰街头随拍，一些人一些景：https://www.chiphell.com/thread-2589042-1-1.html
威尼斯AKA意大利小丽江一日游：https://www.chiphell.com/thread-2590302-1-1.html
阅读顺序依旧是先文后图
一些相关介绍：
欧洲核子研究组织（法语：Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire；英语：European Organization for Nuclear Research ），通常被简称为CERN，成立于1954年，是世界上最大型的粒子物理学实验室，也是万维网的发源地，这里的科研佼佼者占据了粒子物理圈子的半壁江山。整个机构位于瑞士日内瓦西部接壤法国的边境。CERN的科学家们致力于研究基本粒子，如夸克和弱子，以及探索新的粒子。这有助于我们更好地理解宇宙是如何形成的，以及物质是如何组成的
大型强子对撞机（LHC）： CERN最著名的实验设备，这是世界上最强大的粒子加速器，位于CERN地下100米。它使用强磁场将质子加速到非常接近光速，然后让它们在环形隧道中相撞，以模拟宇宙起源时的条件。LHC每年消耗的电量为600 GWh（6亿度电），CERN 的能源消耗总量为每年 1.3 TWh。CERN 数据中心每年存储来自 LHC 的数据超过 30 PB ，超过 100 PB 的数据永久存档在磁带上。2012年，CERN宣布发现了被理论预言很久的希格斯玻色子
粒子物理学标准模型：20 世纪 70 年代初提出的描述基本粒子及其相互作用的理论。标准模型精确地预测了各种各样的现象，迄今为止成功地解释了粒子物理学的几乎所有实验结果。但标准模型并不完善，它留下了许多悬而未决的问题，而LHC将有助于回答这些问题
CERN Science Gateway：CERN科学之门，CERN最新建成的一个科技展览馆，去年10月开业，免费开放给公众参观。作为一个普通人肯定是没可能进到地下看LHC的，所以我本次参观的就是这里了。如果是物理相关的科研工作者，可以申请到CERN内部进行短期参观学习，坐电梯前往地下，并且可以住在CERN Hotel
朝圣之旅：
我这个行程有点赶早，早上8点20从米兰站出发，乘坐EuroCity火车历时4小时直达日内瓦。本打算第一天在日内瓦市区转转，第二天上午再去CERN的，但是我到了酒店，前台告诉我下午3点才能入住……没办法，那就存了行李直接坐有轨电车去CERN吧
电车行驶方向就是从日内瓦市中心一路向西，沿着Meyrin大道一直走就到了。日内瓦当天下着大雨，下车就能看见CERN Science Gateway的几座标识圆环形建筑了
道路尽头就是瑞法边境的Le Jura汝拉山脉，云层有点浓密
沿着这条路走个几百米就是瑞法边境了，黑线国界处有法国海关。每天出入国境来CERN上下班的科学家，应该有不少
CERN门口的小地标：科学与创新之球博物馆（暂停开放），以及刻满知名公式的金属雕塑
凑近一点，粗略能看出薛定谔方程，含宇宙常数项的爱因斯坦场方程，德布罗意物质波，海森堡测不准原理，狄拉克方程，标准模型等等，最右侧是希格斯玻色子
科学与创新之球博物馆后面建筑的涂鸦墙很有意思，展示了加速器的结构
当天一直在下雨，所以室外的建筑基本没看，只着重看了科学之门
科学之门这个建筑设计很有未来感
由此进入接待处
进去能看到一个科学之门的微缩模型
旁边还放着CERN第一台粒子线性加速器，目前已废置
接着就是连WIFI，可以查看一些游览项目，很可惜错过了时间，没有约到Guided Tour。这个Guided Tour是由CERN在职或者已退休的教授来充当导游，带领游客把CERN几个著名设施转一圈，给公众上一堂深入浅出的理论物理课。这个下午3点的场次需要在现场下午1点之前预约，可惜我1点40到的……人生总是有各种遗憾，还能咋样，那就这样吧
然后就在科学之门里面各种逛了，分为几个部分，大概就是从最宏观到最微观了，而CERN的存在就是为了探索这两头的奥秘
站在里面对着法国方向拍一张，正好来了辆有轨电车
另一边视角，边境小镇阴天风光
先来看看Discover CERN，还有劳力士加成
这个区域就是展示了各种加速器和相关探测器的一些组件。在LHC上安装了9个探测器：ALICE、ATLAS、CMS、LHCb、LHCf、TOTEM、MoEDAL-MAPP、FASER 和 SND@LHC，用来分析加速器碰撞产生的无数粒子。这些实验探测器由来自世界各地研究所的科学家合作运行，每个都各具特色
下面是CERN加速器综合体的结构
ATLAS探测器结构模型
LHC截面与超导磁铁，蓝色圆柱体包含磁轭和偶极子磁体的线圈，以及冷却磁体使其超导所需的液氦系统。最终，这些结构将被焊接在一起，使粒子束包含在管道中
为了将加速器综合体产生的数据共享给世界各地的物理学家，CERN这边诞生了万维网，可以记一下Tim Berners-Lee这位大佬
电脑是颇有年代感的NeXT
这边带小孩的家长还蛮多的，挺好的，让孩子尽早接触，说不定会成为好的科研苗子
然后来到宇宙展区
这个展区就是有一个宇宙成长史，根据目前比较符合观测数据的大爆炸和暴涨理论，对宇宙的历史进行了介绍。下面是大爆炸的余温：宇宙微波背景辐射
但是，理论终究是理论，还需要不断发展与完善，被新理论颠覆也是常有之事。宇宙中仍有许多奥秘，科学家们正在寻找答案
除了一些比较硬核的科普与实验外，还有一些比较软核的东西，比如融合了物理的艺术装置。这些由驻场CERN的艺术家们打造，他们从与CERN科学家的交流中获得灵感，基于探索空间的虚无、无形和时空等主题，做出了一些原创作品
庆祝发现希格斯玻色子时的香槟
当年科普杂志上的相关报道，后来真的发现了
最后来到量子展区
参加了一个需要戴上耳机的大型装置互动(耳机都是大法的），还蛮有意思的。但是这边是法语区，帮我拿耳机的小哥问我会不会法语，因为耳机里面只有法语这一种语言。我说不会，但还是想参与。最后就还是戴上耳机进去了，除了几个名词的发音，其它的是真听不懂……但可以感知到装置的目的，就是让大众从宏观感受电子云、干涉条纹之类的现象
还有动态剪影舞蹈动画，让我不禁想到了某位背带裤艺术家……
接着来到小剧场，看了场Science Show: Journey Through a Detector，其实就是很入门的科普，通过一些小装置和PPT来介绍科学家是怎么用加速器研究粒子的
看完之后，走了一下午有点饿……来到楼下的Big Bang Café简单吃了点。这种大块Cookie味道真不错，可惜维也纳咖啡出品很一般……
最后，去纪念品商店买到了一直想要的磁盘，就这样度过了一个愉快的下午
准备坐电车原路返回日内瓦市中心，回去的电车上碰到几个挂着CERN工牌的科学家在讨论工作上的问题，有些说法语，有些说英语。这种与世界上最聪明的那一拨人同行的感觉很奇妙，我非常仰慕这些拥有一技之长、能把一个领域钻研到很深的人，尤其是这种处于最前沿领域的大佬们，一个研究突破可能会带来翻天覆地的变化
而我，只是一块混吃等死的不可再生燃料……
不过呢，人比人气死人。停止与别人比较，停止批判他人，每个人的心态就能好不少
阿德勒曾说人的一切烦恼都来自人际关系，虽然不可能世界上只剩1个人，但是，没事或者沮丧的时候多想想终极数理问题，就不会把别人太当回事，也不会把自己太当回事了。还有像什么靴子皮衣相机耳机手机主机等等都是身外之物，就更不用当回事了
人生很短暂，要做的就是好好活着，用自己的方式度过一生。我们身处的这个世界，最微观和最宏观有着很神奇的联系。期待有生之年人类能将意识、物质、宇宙的目的等等终极问题一层层解开。也许我们确实生活在一个数学结构中，也许物理学真的不存在了……这个逐步解谜的过程肯定很有意思
好人一生平安，大家一起做个好人 好好活着吧
物理爱好迷肯定要亲身去一趟 森林的色调有点像《DARK》 科技含量爆表…… 怀念学生时代 有种在看欧剧的感觉 滤镜满分啊 楼主此行颇受人羡慕 喜歡你的結語 謝謝大佬分享 必须点赞了， 我在日内瓦竟然错过了这个地方，还得再去一次啊 附近的EPFL洛桑理工，远一点的ETH苏黎世理工也都挺好看的。
结语看得我老泪纵横。感谢分享！ 谢谢博主分享 最后一段很有感触…… 部分内容有点烧脑啊 高科技，大开眼界。 我也只是一块混吃等死的不可再生燃料…… 大学时代拉过cern的一些数据, 中国投了钱, 所以能用
碰撞截面, 散射矩阵,
MeV, GeV,
μ, τ, J/ψ,
满满的回忆啊 感觉就像是去上了个学霸级的物理课。但身为学渣的我听不懂 曾经小时候看果壳里的宇宙和时间简史的时候也幻想自己未来能在欧洲核子研究中心工作，结果自从开始学微积分以后就知道自己干不了这个了hahaha 好棒，感谢大佬云导游~ 画图狗提问：图一是CAD2014启动画面的那个建筑吗 感谢LZ的分享~
对这些探索学科前沿的物理学者抱有深深的敬意！ 很早就知道这个地方，就是没有机会去 结语说的太好了！---来自另一块三观契合的混吃等死的不可再生燃料 8年前的大概这个时候同去过，流连一下午，走的时候依依不舍…对于爱好者而言，这可能就是最完美的旅行目的地了[流泪]
话说楼主只买了数据磁带嘛，还有一个手环我觉得也特别有意思，是用LHC的偶极子切下来的一小片做的 一块混吃等死的不可再生燃料表示很羡慕[偷笑] 等孩子大点了也带他去 据说10年内中国的也要开建？
越前沿越需要千万分之一甚至亿分之一概率出的人才
没有足够人口基数
这种超级工程 想都不要想 CERN里著名的湿婆铜像不知有没有看到