她肩上的宇宙—執掌世界上最大型實驗的女性

從2009年3月起法比奧拉·吉亞諾蒂（Fabiola Gianotti）成為了歐洲核子中心（CERN）大型強子對撞機（LHC）超環面儀器（ATLAS，希臘神話中的擎天神）實驗的主管。做為同類型最大的實驗，ATLAS將為我們解答宇宙的神秘。

問：做為第一個主管LHC粒子物理實驗的女性，你有什麼感想？

答：CERN是一個非常多元化的地方。這裡有來自全世界不同地方的人，年輕的學生也可以和世界著名的科學家以及諾貝爾獎得主一起工作。因此國籍、年齡以及 性別不會讓你有別於其他人。我並不覺得一個女人領導大型科學項目會有什麼特殊。另一方面，做為一個已經在類似ATLAS這樣大型的實驗中開始嶄露頭腳的女 科學家，我也希望能以此來鼓勵更多願意投身科學的年輕女性。

問：為什麼你會選擇成為一名粒子物理學家？

答：這說來話長。當我還是一個小女孩的時候，我喜歡藝術和音樂。我當時在音樂學校非常認真地學習了鋼琴，並且在高中學習了向語言文學方面發展的課程，例如 古希臘語和拉丁語以及哲學和藝術史。我喜歡這些東西，但是我也充滿了好奇心。有一些大問題一直讓我著迷。為什麼事物會是這個樣子？回答這些基本問題一直吸 引著我的思想、靈魂和一切。

因此，當我不得不選擇我這一生究竟想要什麼的時候，我想物理學應該比哲學能以更堅實的方式來回答這些大問題。現在看來我當時的選擇是對的，為此我很高興。

問：能不能為我們感性地介紹一下ATLAS？

答：整個ATLAS團隊包括了來自5大洲、37個國家、169個研究機構的差不多3000名物理學家。而ATLAS則是目前粒子對撞機上最大的探測器儀 器。當你參觀它所在的地下洞穴時，立刻就能體會到相當於5層樓房那麼高的它有多大。這樣的大小同時也伴隨著巨大的複雜性。在每次質子-質子碰撞中，為了重 建由此產生的數百個粒子，我們必須記錄下1億個不同的電子信號。而在這其中，每個粒子的軌跡都必須在微米的精度上被還原出來。這一尺度、複雜性和精度的駭 人組合是對現有技術的巨大挑戰。ATLAS以及LHC的其他探測器絕對是史無前例的實驗裝置。

問：ATLAS的主要目標是什麼？

答：ATLAS會過濾由甚高能質子-質子碰撞所產生的粒子。我們即將開始一趟奇妙的科學之旅。我們相信，在這樣的高能量下超越標準模型的新物理學會顯現出 來。由此我們預期會找到一些對基本問題和謎題的解答，而這其中有許多已經困擾了我們幾十年。例如，質量的起源。這個問題的解答和希格斯玻色子有關。另外， 除了我們已知的四種力以外，自然界是否還存在其他的力？時空還有沒有其他的維度？組成宇宙暗物質的又是什麼？

問：那你個人最想看到的ATLAS的第一個發現是什麼？

答：暗物質。如果我們發現的粒子可以解釋占宇宙中20%的暗物質，那我會非常非常的高興。像LHC這樣的加速器使得我們有機會可以研究物質的最基本組成，這將告訴我們宇宙的結構和演化，尤其是無窮小和無窮大之間的聯繫。

問：你有沒有想過如果LHC沒有發現新物理學會怎麼樣？

答：問得好，不過這很難回答。根據我們近幾十年來從實驗和理論工作中所獲得的知識，在LHC所能達到的能量範圍下必定應該存在新的物理學。也許那就是希格 斯玻色子，或者是一種可以起到相同作用的新機制，當然我們希望能得到更多。我們知道標準模型並不是一個完整的基本粒子理論，因為它並不能回答所有的問題。 而我們也預期在LHC所能達到的能標下標準模型會開始失效，因此一定會有新的物理學出現。它們不一定會是我們原先預想的樣子，但一定會有答案。大自然會給 我們送上驚喜，這是最令人激動的事情之一。畢竟，研究就是一個尋找未知的過程。

問：在ATLAS工作感覺怎麼樣？

答：建造LHC和ATLAS這樣的實驗裝置是一項前所未有的科學、技術和人的冒險。我在CERN的科學生涯之所以特殊也體現在這三方面。第一是激動人心的 科學目標。然後為了回答這些問題，我們研發從電子到低溫等各個領域的尖端技術來製造實驗儀器，而這些技術最終還會回饋社會。第三，這些項目是在國際合作的 環境下開展的。來自不同國家的物理學家、工程師和技術人員，他們為了共同的科學目標打破政治壁壘走到了一起。在我們的項目中，甚至還有來自歷史上既不友好 的國家的成員。

問：由於LHC的推遲，CERN的氣氛怎麼樣？

答：去年9月10日LHC的啟動是一個巨大的勝利，大家都異常興奮。之後9月19日發生的事故無疑是一盆冷水。當然大家會沮喪，尤其是年輕人，他們在一開 始的頭幾天當LHC開始加速粒子的時候都非常的高興和興奮。從另一方面來講，這也說明LHC是一個技術上非常困難的項目。從大約20年前開始至今，這樣的 「挫折」應該是意料之中的。我們一路走來，必將獲得成功。只是這需要我們多一點耐心。

問：LHC和ATLAS可能會揭示出宇宙如何運轉的更深層內涵。你對此有什麼感覺？

答：感覺當然很激動，感覺臨近了人類歷史上非常重要而偉大的一刻。基礎研究是人類的責任和需要。13世紀義大利詩人但丁說過，我們生來不是為了像動物那樣 活著，而是為了追求美德和真理。作為人類，對基礎研究和知識的探求是我們的一種需要，它使得我們有別於其他的動物和植物。對藝術的需要也是如此。研究帶來 知識，知識帶來進步，始終如此。

如果我們通過LHC發現了一些基本的東西，這就會使得我們向宇宙的心臟再邁進一步。當你越來越靠近基本的東西，越來越靠近宇宙從哪兒來又要去往何方的基本問題，你的感覺就會越來越特別。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！