LHC是一臺加速質子對撞的高能物理裝置，位于瑞士日內瓦歐洲核子研究中心，位于地下100米處，環形隧道長27公里，東起瑞士日內瓦湖，西至法國汝拉山。其軌道上有4臺大型探測器，每臺重近1萬噸。它由來自80多個國家的數千名科學家和工程師歷時10余年建成。
陳和勝說，在LHC中，質子被加速到7萬億電子伏特的高能狀態，相當于靜止質子質量的7000倍金山物理學家，是目前最高能量記錄的7倍；在隧道中相向而行的高速質子，在隧道內的四個碰撞點發生劇烈碰撞，產生更多、更小的粒子。此時，位于碰撞點的探測器會記錄每次碰撞產生的各類粒子，并將數據傳輸到LHC的中央計算系統；一套名為“柵格網”的數據傳輸系統，通過專用光纖將數據傳送到全球各地研究機構的計算機集群平臺，全球各地的物理學家可以利用這些數據進行物理分析和研究。
為什么要花這么大功夫建造這樣的裝置？陳和勝說：“這個裝置可以讓質子產生這么高的能量，并相互對撞，這是一個全新的高能區。人類因此可以探索以前從未探索過的高能區，在這里尋找新的粒子、研究新的物理現象，這是主要目標。”
金山說，LHC實驗有幾個特點，從科學角度看，絕對是世界上最前沿的，用物理手段解釋各種現象，從物質本身去理解物質，這是唯心主義的自然追求，它會揭示一個深刻的本質問題——質量從哪里來？
談及中國貢獻，陳和生認為，中國政府高度重視中國科學家參與LHC的建設和研究。我國科技部、國家自然科學基金委和中國科學家共同支持了CMS和ATLAS兩臺探測器的建設。中國多所高校也以自籌資金的方式參與了另外兩臺ALICE和LHCb探測器的建設，共計8000多萬元人民幣。“這筆錢對于我們國家來說是一筆不小的錢，我們對CMS建設的貢獻大概是1%?！?span style="display:none">fmZ物理好資源網(原物理ok網)
在LHC全球大型網格網絡平臺中，中國的節點建設在中國科學院高能物理研究所，這是一個集成了上千個CPU的計算機平臺?！爸挥形覀冏龀鲐暙I，才能共享全球平臺?！标惡蜕f，“這意味著LHC實驗開始后，我們可以在這里分析數據、研究物理，做出中國科學家應有的貢獻。而且，隨著國家經費的進一步投入，這個平臺的容量有望翻一番。”
尋找希格斯玻色子
孩子們經常問媽媽：“我從哪里來？”物理學家一直在探索一個更基本的問題：質量從哪里來？宇宙是如何起源和演化的？
我們已經知道，物質是由分子構成的，分子由原子構成，原子由原子核和電子構成，原子核由質子構成，中子由夸克構成……那么，這些基本粒子的質量從何而來呢？
科學家認為，一種名為希格斯粒子的粒子賦予了其他粒子質量。上個世紀理論物理學家在建立粒子物理標準模型時，為了解決規范場粒子靜止質量為零的問題，利用英國科學家彼得·希格斯提出的機制，引入了一種標量粒子，后來被稱為“希格斯粒子”。
物理學家把描述基本粒子的理論稱為“標準模型”，它可以解釋已知世界中的大多數現象?！澳Ｐ汀币辉~表明該理論尚未完成，仍在不斷發展。標準模型的主要內容形成于20世紀七八十年代，此后逐漸完善。1995年，美國費米國家實驗室宣布發現頂夸克。迄今為止，描述粒子物理的標準模型所預測的61種基本粒子中，已有60種得到實驗數據的支持和驗證，最后一個未被發現的粒子是希格斯粒子。
為什么要建造這么龐大的裝置來搜尋這些難以捉摸的粒子呢？“粒子的質量越大，產生它所需的碰撞能量就越大?！苯鹕秸f，“我們不是要尋找這個或那個粒子，而是要通過研究它們來了解整個自然界或宇宙中質量的起源。物理學家認為，如果希格斯粒子存在，那么大型強子對撞機一定能夠探測到這種粒子，測量它的質量，并確定它與其他粒子的相互作用?！?span style="display:none">fmZ物理好資源網(原物理ok網)
但如果希格斯玻色子沒有找到呢？“這是同一枚硬幣的兩面。如果標準模型預測的希格斯玻色子存在，LHC一定會找到它，我們堅信這一點。如果沒有找到，其實更有趣，因為這意味著標準模型中關于希格斯玻色子的假設是錯誤的，必須發明新的理論，新的挑戰就會出現。從科學意義上講，這是一個永無止境的前沿?！苯鹕秸f。
如果找到了希格斯玻色子，證明了標準模型的成功，是不是意味著粒子物理學已經走到了極致呢？
“不，這只是人類認識世界的一個新起點?！标惡蜕f。20世紀初，英國物理學家開爾文在論證物理學的前景時說，物理學美麗的天空中飄浮著兩片烏云，因為當時的物理學看似完美，只有邁克爾遜—莫雷實驗和黑體輻射實驗無法解釋。對這兩種現象的研究，導致了量子力學和相對論的誕生。但在今天的物理學天空中，卻有烏云壓城，因為對宇宙的最新研究表明，現代物理學只能解釋宇宙中已知物質的4%，另外的96%是由暗物質和暗能量構成的，物理學對它們的本質還一無所知。這是21世紀物理學面臨的新挑戰。 “如果大型強子對撞機能夠發現暗物質粒子，它將成為第一縷穿透烏云的陽光，徹底改變物理學天空的面貌?！?span style="display:none">fmZ物理好資源網(原物理ok網)
中國科學家的貢獻
金山與尋找希格斯玻色子有著難解的聯系。
他曾在歐洲核子研究中心大型正負電子對撞機（LEP）的尋找希格斯玻色子的研究小組工作了近六年。2000年，他的研究小組在LEP質量（10億電子伏）處看到了希格斯玻色子存在的跡象?！爱敃r我們看到了三個非常像希格斯玻色子的事件金山物理學家，文章發表后，在全球引起了轟動。美國的《紐約時報》和英國的BBC整天報道CERN，他們把這三個粒子稱為‘黃金候選粒子’，但當時還不能確認它們就是希格斯玻色子，只是非常相似，需要大量的統計數據來證明，但我們已經把希格斯玻色子的質量下限提高了。這時候LEP的能量已經不能再提高了，需要更高能量的加速器。換句話說，只有更高能量的加速器才能產生更重的粒子?！?span style="display:none">fmZ物理好資源網(原物理ok網)
LEP 于 1989 年建成，主要目的是尋找希格斯玻色子；2001 年，LEP 被關閉，以騰出隧道用于建造 LHC。
2001年，金山回到中國科學院高能物理研究所攻讀博士學位，負責北京正負電子對撞機北京譜儀實驗的物理研究，在北京譜儀實驗中發現了X1835等新粒子。2007年，他接替退休研究員擔任LHC上ATLAS實驗中方組組長。 對于再次踏上新的發現之旅，他十分激動：“這仿佛是一次輪回，10多年前我直接參與了LEP三個希格斯玻色子的黃金候選體的發現，今天我又參與LHC實驗，再次尋找希格斯玻色子，這是一件非常激動人心的事情。ATLAS中國組按時保質完成了探測器的建造、安裝和調試，下一步就是進行物理分析，得到物理結果。目前，在ATLAS實驗的研究中，與希格斯玻色子有關的10個課題已經得到合作組的正式認可，我們中國組的成員被指定為其中一個課題的召集人，可以說，我們在前沿熱點課題上占據了重要的一席之地?！?span style="display:none">fmZ物理好資源網(原物理ok網)
世界上有那么多科學家團體努力尋找希格斯玻色子，中國團隊有什么優勢呢？
“坦白講，我們的優勢并不明顯。中國課題組在物理分析方面起步較晚，經費有限，經驗相對不足。比如我們中國課題組四個單位從教授到研究生只有20多人，而德國馬普所的一個相關課題組，有10多個博士后。我曾經工作過的美國威斯康星大學的希格斯課題組，已經開展了10多年的研究，所以在人力、經驗、財力上，我們跟他們不在一個量級上。但我們為什么還要做呢？我覺得，在這種前沿的科學研究中，中國科學家應該做出獨特的貢獻，這才是我們的目標！”
從縱向看，國家投入在加大。金山說：“LEP剛建成時，中國政府投入了一定的資金，但到了后續的物理研究，投入就很少了。當時在LEP工作的很多中國科學家都在其他國家的研究組工作，他們做了很好的工作，為LEP做出了很大的貢獻，但不能說是中國人的獨立貢獻，這是很遺憾的?，F在，中國政府不僅投入了LHC的建設，還投入了建成后的物理研究，在ATLAS和CMS實驗中，每個實驗都投入了1000多萬元，專門用于物理分析和研究。這是一個很大的進步?！?span style="display:none">fmZ物理好資源網(原物理ok網)
“我們是國際高能物理學不可或缺的一部分”
中國高能物理在國際上處于什么地位？LHC的建成將對中國高能物理研究產生什么影響？
陳和生說，中國科學院高能物理研究所成立于1973年，北京正負電子對撞機是在中國幾代領導人的關懷下建成的，小平同志1984年參加奠基儀式，1988年參加落成典禮，并在落成典禮上發表重要講話，“中國一定要在世界高科技領域占有一席之地”。 “經過二十多年的艱苦奮斗，高能物理所全體同志不負小平同志的期望，在北京正負電子對撞機上取得了巨大成就，在世界高能物理領域占有一席之地，對粲夸克的研究已居于世界領先地位，使一度沉寂的粲夸克物理學重新活躍起來。從2004年開始，國家投資6.4億元對北京正負電子對撞機進行重大工程改造，預計性能將提高100倍。目前，我們已經完成建設任務，正在調試中?！?span style="display:none">fmZ物理好資源網(原物理ok網)
“美國、俄羅斯、日本、意大利等國的科學家也參與了北京譜儀的合作，共同研究粒子物理最前沿的問題?？梢哉f，如果沒有北京正負電子對撞機的精準研究成果，很多問題就無法得到解答。我們是世界高能物理研究的一個有機組成部分?！?span style="display:none">fmZ物理好資源網(原物理ok網)
“從上世紀80年代初開始，中科院就與歐洲核子研究組織建立了合作協議，有大量的人員和技術交流。我們在那里為很多實驗做出了重要貢獻，他們也在人才培養和技術上給予我們很多支持。今天LHC的建成，會進一步促進這種合作關系。今天大家看到LHC，也會想到要給中國的正負電子對撞機更多的支持和關注，我們希望吸引更多的年輕人來從事粒子物理研究?！标惡蜕f。
