一名俄羅斯海軍指揮官同意了本國科學家的請求，于是將二戰(zhàn)遺留下來的炮彈彈殼交給歐洲核子研究委員會下CMS項目的科學家。這些科學家進行的實驗需要600噸黃銅！2009年，大型強子對撞機啟動，在CMS探測器的幫助下，該裝置結(jié)束了此前長達50年、耗資數(shù)十億美元的研究，并于2012年發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子。
圖注：二戰(zhàn)時前蘇聯(lián)留下的黃銅炮彈彈殼。后來這堆彈殼納入到歐洲核子研究委員會（Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire）緊湊渺子線圈（Compact Muon Solenoid，簡稱CMS）探測器實驗當中。
100萬枚俄羅斯炮彈彈殼幫助科學家發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子（Higgs boson）。在全世界范圍內(nèi)，第二次世界大戰(zhàn)遺留的武器成為物理學神秘實驗的幫手。
在上世紀90年代中期，物理學家需要大量的、性質(zhì)足夠強大的金屬來承受緊湊渺子線圈探測器產(chǎn)生的巨大磁場。CMS探測器大小如同房屋，是瑞士日內(nèi)瓦大型強子碰撞型加速裝置上的一個粒子探測器?？茖W家決定選用高質(zhì)量的黃銅來進行試驗，但從哪才能搞到這么多黃銅呢？
盡管俄羅斯科學界在上世紀90年代處于掙扎期，但參與到國際CMS合作的俄羅斯科學家仍然想提供自己力所能及的幫助。其中一位科學家想到堅硬的炮彈彈殼能滿足探測器的需要，在其請求之下，一名俄羅斯海軍指揮官同意將二戰(zhàn)遺留下來的炮彈彈殼交給CMS項目的科學家。這些科學家進行的實驗需要600噸黃銅！2009年，大型強子對撞機啟動，在CMS探測器的幫助下，該裝置結(jié)束了此前長達50年、耗資數(shù)十億美元的研究，并于2012年發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子。
證明最基本的物理定律相當耗費財力。就目前而言，搜尋基本粒子的實驗可能需要花費數(shù)十億美元，所以裝置的回收利用也就很常見了，此外某些零部件也經(jīng)常在機器之間交換使用。那些最初為醫(yī)學成像機器而造的磁鐵可以用于核物理研究。有時，戰(zhàn)爭遺留下來的裝置或彈殼最后又參與到一些非常重要的物理實驗當中。幾位諾貝爾獎得主就借此塑造了我們對宇宙運作方式的現(xiàn)代性理解。
二戰(zhàn)遺留下許多可用之物，比如說大型戰(zhàn)艦上數(shù)百毫米厚的鋼板以及發(fā)展核武器的剩下的材料?？茖W家通過個人人脈或是申請政府盈余設備，還可以通過其他秘密渠道獲得相應設備。多數(shù)情況下，這些零部件都是免費贈送，不過不包郵，運費得自己付哦。
在美國，戰(zhàn)后設備的再利用通常會用到退役艦船的鋼制裝甲板。艦船的鋼板能抵御炮彈的攻擊，而在上世紀60年代至70年代期間工作的粒子物理學家就利用這些鋼板來屏蔽背景輻射。
“物理學家需要大量高密度材料。他們想搞到這些東西而且還不能花太多錢，他們還考慮過用泥土或汽車車皮，但是想要更好地進行屏蔽一些不需要的粒子還得用鋼板。”來自伊利諾伊州費米國家加速器實驗室（Fermi National Accelerator Laboratory）的瓦萊麗·希金斯說道。
天助物理學家也，這種鋼板不僅廉價而且還很厚。1962年，紐約布魯克海文國家實驗室的美國物理學家利昂·萊德曼、杰克·施泰因貝格爾和梅爾文·施瓦茲可能是第一批將如此大量的戰(zhàn)后金屬納入實驗的團隊之一。這三位科學家希望借此能更好地研究中微子。中微子是非常渺小又非常常見的粒子，但是大多數(shù)實驗卻檢測不到，因為這種粒子幾乎不與普通物質(zhì)相互作用，可以說中微子就像鬼魂幽靈一般。
研究這些神秘粒子的特性需要獨創(chuàng)性的思考。物理學家認為他們可以利用布魯克海文交變梯度同步加速器的質(zhì)子束來轟擊一大塊目標金屬鈹。這將導致不同粒子的簇射。在粒子簇射和最后探測器之間放置鋼板將確保只有中微子能穿過。
除了省錢，這堆鋼鐵之所以能在粒子物理學研究中發(fā)揮作用還有另一個原因。這就會談一個名詞即“低背景鋼”。最初是原子彈實驗以及1945年廣島長崎原子彈的爆炸，接下來冷戰(zhàn)初期也進行了核武器實驗，世界各地的背景輻射水平因此都在上升。因為生產(chǎn)鋼鐵會使用到大氣，所以現(xiàn)代鋼鐵受到了放射性核素的污染。而原子彈爆炸前生產(chǎn)的鋼鐵沒有遭受這種核污染所以被稱為低背景鋼。杜克大學物理學家菲利普·巴爾博的實驗中就使用了低背景鋼，他還表示新產(chǎn)的鋼通常受到了放射性鈷污染。巴爾博說道“現(xiàn)代鋼鐵的放射性并不算強，但對于高精度物理實驗來說還是不用為妙。”
圖注：一封費米實驗室的信件。這封信寫于1974年，信中討論到軍艦鋼板的用途。（圖/費米實驗室）
低放射性對于粒子物理研究是至關重要的。而放射性又是某些物質(zhì)的特性，比如說重金屬就會自發(fā)放射出高能粒子。如果金屬屏蔽罩的放射性太強，就可能導致實驗檢測出現(xiàn)誤報，比如說新出的粒子可能來自于屏蔽罩而非實驗本身。
特殊的中子束和戰(zhàn)艦鋼板幫助萊德曼及其團隊獲得了1988年的諾貝爾獎。萊德曼團隊不僅設計了一種研究這些神秘粒子的全新方法，他們的裝置還幫助科學家發(fā)現(xiàn)了一種全新的、被稱為“μ中微子”的物質(zhì)。
“利昂一直驚訝于這一發(fā)現(xiàn)。這些粒子就這樣出現(xiàn)了，我不能確切地知道他是從哪兒發(fā)現(xiàn)這種粒子的?！辟M米實驗室伊利諾伊州加速器研究中心主任、利昂的前同事羅伯特·凱普哈特說道。凱普哈特回憶起利昂曾搞到一支16英寸（406.4毫米）口徑的戰(zhàn)艦炮管并用該炮管過濾掉以錯誤角度移動的粒子。利昂的一個身材瘦小的研究生學生剛好可以鉆進該炮管。
“哈哈，我很難再找到‘口徑’那么小的研究生了，”利昂打趣道。
其他物理學家也意識到，他們可以在任何有需要的地方使用厚鋼板將環(huán)境輻射隔離到探測器之外或者防止粒子逃離。到上世紀70年代，位于伊利諾伊州巴達維亞的國家加速器實驗室（費米實驗室的前稱）獲得了大量戰(zhàn)時鋼材用于實驗屏蔽器和濾器，這些設備最終幫助科學家發(fā)現(xiàn)了全新的粒子。
大量的戰(zhàn)時艦船在物理學實驗中再次重現(xiàn)?！袄骸とR德曼的諾貝爾獲獎發(fā)現(xiàn)就使用了當時已經(jīng)退役的密蘇里號戰(zhàn)艦的鋼板，”卡洛·瓊蒂和金姆在《中微子物理學和天體物理學基礎》教科書中這樣寫道。費米實驗室的采購單顯示了粒子科研對重型和輕型巡洋艦鋼材的大量需求，比如福爾河號、阿斯托里亞號、羅諾克號和托皮卡號艦船。
“用的大多是艦船吃水線周圍或是吃水線下方的鋼盾，這部分鋼板之所以這么厚是為了防備魚雷的攻擊，這樣方有幸存的可能，”物理學家約翰·皮普爾斯解釋道。皮普爾斯早在1971年就開始在費米實驗室工作并于1989年繼萊德曼之后成為實驗室主任。
圖注：一份軍艦鋼材訂購單，訂購量高達197噸。（圖/費米實驗室）
在上世紀70年代，只要有海軍軍艦退役，那么能源研究和發(fā)展管理局（Energy Research and Development Administration，簡稱ERDA，該機構后來和另一機構合并為美國能源部）就會通知費米實驗室及相似的實驗室?！百M米實驗室研究部門會申請對實驗有用的鋼板，然后美國能源研究和發(fā)展管理局就要求這些鋼材要為實驗保留?！币环?975年費米實驗室的時事通訊報道這樣寫道。
費米實驗室最終獲得了許多“設備”。費米實驗室用于探索夸克的萬億電子伏環(huán)形粒子加速器于2011年退役，探測器的地下部分就使用了大量戰(zhàn)艦鋼材?？蒲腥藛T把鋼板當做濾器甚至做成磁鐵。當科學家意識到他們需要更多的屏蔽裝置，他們就開始把整個未使用的磁鐵埋在探測器周圍的土地中。“財產(chǎn)清冊上有許多偶極磁鐵，”凱普哈特說道。皮普爾斯堅定的認為把磁鐵埋起來和放在倉庫里是一樣的?！拔抑肋@些磁鐵埋在哪兒。雖然埋起來了，但它們一直都在地下。”凱普哈特回憶起皮普爾斯的觀點。
想要移動或處理這些磁鐵是頗有難度的。費米實驗室粒子物理部門主任喬納森·劉易斯解釋說這些東西雖然不要錢，但光是把它們轉(zhuǎn)移到實驗室的輪船運費可能就很貴。而且你要記住，艦船就是靠鋼盾鍍層來抵御水雷的?！跋胍幚磉@些設備很難，我在車間處理這些東西時很是小心?！倍趴舜髮W巴爾博說道?！澳愕煤附幼。液附雍芪ｋU，需要把金屬融化掉然后再進行。但它的防彈性能的確極強，讓我們繼續(xù)發(fā)揮它的特長吧。”巴爾博說道。
另一些科學家在實驗中同樣使用了這種鋼鐵但是沒能取得相同的成功?！芭紶栆矔袖撹F含有些許放射性金屬，這是含釷焊條輻射的結(jié)果，”美國太平洋西北國家實驗室（Pacific Northwest National Laboratory，簡稱PNNL）的物理學家、高級研究員托德·霍斯巴赫解釋道。甚至有些沒用放射性焊條的鋼材也具有相對較高的輻射性。這種情況在霍斯巴赫的實驗中尤其明顯，而這些鋼材就埋在南達科他州霍姆斯特克礦區(qū)地下深層。
最終，霍斯巴赫團隊轉(zhuǎn)用特制品，如高質(zhì)量的銅和其他金屬。從根本上說，是否使用鋼板既要考慮到成本，也會根據(jù)實驗對背景輻射的要求?！懊糠N情況各不相同。而如今為了滿足標準低背景輻射探測系統(tǒng)的要求，我們一般不用原子彈爆炸前的鋼材來做最內(nèi)層的屏蔽。但是在外層屏蔽層或者支撐結(jié)構的部分可能會用到低背景鋼?！被羲拱秃照f道。
相關實驗不只會用到戰(zhàn)時鋼板。凱普哈特的實驗使用到了核武器研究剩下的鈹。根據(jù)另一份1975年費米實驗室的通訊顯示某項目使用了來自加州導彈實驗設施的冷卻系統(tǒng)。
布魯克海文搜尋中微子研究小組的科學家繼續(xù)著他們的研究。施泰因貝格爾搬到了歐洲核子研究委員會工作，但他仍會拜訪費米實驗室。施瓦茲在2006年去世了。利昂·萊德曼和他的妻子住在愛達荷州，但最近被診斷出患有癡呆癥后，利昂以近80萬美元的價格賣掉了他的諾貝爾獎章，他需要用這筆錢支付醫(yī)療費用。
即便是今天，戰(zhàn)爭留存的裝備在粒子物理實驗室仍然扮演著重要的角色。巴爾博在杜克大學的實驗中經(jīng)常會用到奇特的金屬（包括古羅馬的鉛），他還在杜克大學校園一座樓后面發(fā)現(xiàn)了許多戰(zhàn)艦鋼材。田納西州橡樹嶺國家實驗室的多項實驗用到了這些東西。其中的相干實驗就發(fā)現(xiàn)了中微子和整個原子核之間的相互作用，而此前科學家認為不能探測到這種作用。此外，緊湊渺子線圈探測器和俄羅斯炮彈彈殼也是個典型例子。
對于粒子物理學家來說，謎團依然存在。是否存在全新的、我們尚未發(fā)現(xiàn)的基本粒子呢？我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的粒子又具體什么性質(zhì)呢？為什么我們的宇宙中含有這樣的粒子？這些粒子雖然無比渺小但其特性看上去又極具規(guī)則，這是隨機概率的結(jié)果嗎？中國和日本都計劃建造新的、巨大的對撞機。歐洲核子委員會提議的大型強子對撞機（Large Hadron Collider）可能需要100公里長的隧道進行實驗。你可以和人打賭，這些實驗還將會用到回收部件。有些部件是戰(zhàn)爭機器，而今卻上演了和平的續(xù)集。
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