㈠ 2003年美国布鲁克海文国家实验室的科学家利用相对论重离子对撞机进行实验，验证了什么
夸克和胶子由于强相互作用力而被囚禁于原子核内，自身无法独立存在。但2003年美国布鲁克海文国家实验室的科学家利用相对论重离子对撞机进行实验，让氚原子核与金原子核互相碰撞，产生出约1万亿℃的瞬时高温，彻底“熔解”了原子核，克服了束缚夸克和胶子的强相互作用力，使夸克和胶子从原子核中挣脱出来结合成“夸克一胶子等离子体”，这是一种以前人们从未了解的新型物质形态。
㈡ 布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机产生的高温达到了4万亿摄氏度，比太阳核心温度还高25万倍。
这个温度是根据核子的平均能量估算的。
㈢ 强子对撞机为什么不能升级为核聚变反应堆
这个问题我曾经问过老师，在达到核聚变能量下的两个粒子的反应截面是很小的，也就是碰撞的可能性很小，比如1亿个粒子相对运动才会有一对碰撞，反应的几率太小，用来产生能量效率太低，而聚变反应堆，如tokamak，把粒子加热到极高温度，利用粒子的热运动，每秒钟粒子间有无数次碰撞，产生聚变的可能性要大得多
㈣ 布鲁克海文国家实验室的研究成果
布鲁克海文国家实验室（Brookhaven National Laboratory，简称BNL）位于纽约长岛萨福尔克县（SUFFOLK COUNTY）中部，建立于1947年，占地5300英亩。原场地为第一、二次世界大战时的美国陆军厄普顿兵营。BNL隶属美国能源部，由纽约州立石溪大学和BATTELLE成立的公司布鲁克海文科学学会负责管理，有各类职员3000人，常年保持4000客座研究人员，年度研究经费超过4亿美元。美国能源部在BNL建立之始就将其定位为一个大型综合性研究机构，对BNL规定的四项基本任务是：构想、设计、建造和运行复杂、先进的用户装置；在科学前沿开展长期、高风险的基础研究和应用研究；发展国家需要的先进技术，并将其转移给其他机构和产业部门，以及培养新一代科学家和工程师；提高公众的科学精神。经历了50余年的发展，BNL拥有3台开展研究用的反应堆、回旋加速器、同步辐射光源，以及强场核磁共振仪、投射电子显微镜、扫描电子显微镜、正电子断层成像仪等大批大型仪器和设备。它开创了核技术、高能物理、纳米技术等多个领域的研究，还在生物、化学、医学、材料科学、环境科学、能源科学和技术等多学科开展研究。大科学装置群的强大支撑能力和多学科交叉的环境，使BNL在发展新型、边缘科学和突破重大新技术方面具有强大的能力，取得多项令世界瞩目的重大成果，并数次获得诺贝尔奖，成为著名的大型综合性科学研究基地。 石墨研究反应堆BGRR：1950开始运行，1968年退役高通量束流反应堆HFBR：1965年开始运行，1999年退役医学研究反应堆BMRR：1959年开始运行，2000年退役质子同步加速器COSMOTRON：1948年建造，1953年开始运行，1966年关闭交变梯度同步加速器AGS：1960年开始运行，后来成为RHIC的注入器超导加速器ISABELLE：1977年开始建设，因技术问题1983年停建，其隧道后来用于RHIC相对论重离子对撞机RHIC：经10年预制研究和建造，2000年投入运行同步辐射光源NSLS：1978年开始建设，真空紫外环1984年开始运行，X环1986年开始运行同步辐射光源NSLS-II：2008年开始建设，计划2012年投入运行深紫外自由电子激光DUV-FEL：1995年开始建造，2002年建成 高通量束流反应堆HFBRHFBR（High Flux Beam Reactor）的中子通量不在堆芯内达到最高值，而是在堆芯外面达到最大值，中子束流通过堆芯切线处出来的束流引出口随时可供实验人员开展研究。1965年10月31日，HFBR首次实现了自我持续连锁反应。HFBR的设计功率40兆瓦，中子通量为1.6×1015 /厘米2/秒，比BGRR高50个数量级，1982年功率提高到60兆瓦，晚期低到30兆瓦。运行30多年中通过正常的改进升级，HFBR作为可依赖的中子源在使用上创造了令人羡慕的记录，1999年永久退役。 随着加速器技术的发展，为将质子加速到更高的能量，BNL1960年建成了直径843英尺的交变梯度同步加速器AGS（Alternating Gradient Synchrotron），能量达到设计指标33 GeV，用来将质子和重离子加速到高能开展物理研究。该加速器在其运行初期，束流的最高流强为3000亿个质子/脉冲，比原设计的流强高30倍。到1986年流强达到1012质子/脉冲，比设计指标高出1800倍。科学家们利用AGS开展物理实验，其中有四项实验结果获诺贝尔物理奖。美国国家宇航局空间辐射研究实验室（NSRL）利用AGS引出的重离子束流开展放射性生物学的研究。AGS属固定靶实验，因技术原因一直无法实现加速束流的对撞，直到提出利用超导磁铁建造两个质子交叉储存环，才使束流对撞成为可能。 1978年9月28日，美国能源部拨款在BNL建造专用于产生同步光的同步辐射光源NSLS（NationalSynchrotron Light Source）破土动工。NSLS分为两个储存环，小环为真空紫外环（0.8 GeV），建于1984年，约有25条光束线，主要提供紫外、可见、红外及部分X光。大环称为X光环（2.5 GeV），建于1986年，约有60条光束线，产生比真空紫外环能量更高的X光。NSLS每天24小时运行，产生世界一流的光束，可同时进行80个以上的不同的实验，每年为400多个学术界、工业界和政府研究机构的2500名科学家提供重要的科研手段。他们无数的研究项目每年大约出650篇论文，其中有125篇以上的论文刊登在主要的学术杂志上。除NSLS光源外，BNL还有强场核磁共振仪、30kV投射电子显微镜、扫描电子显微镜、正电子断层成像仪、生产放射性示踪剂的回旋加速器等一大批大型仪器和设备，使BNL具备了非常强大的支撑多学科研究的能力。 NSLSII的设计渲染图经过20年的不断改进，NSLS的性能实际上已达到极限。保持和提高NSLS用户的积极性和用户的数量，需要继续提供能够满足它们现在和将来科学上的需要，研制能提供更高的平均亮度和通量的新装置已不得不提上议事日程。这一新的装置被称为NSLS-II，它将保留构成现行NSLS研究特点的跨学科性质，同时提供新的能力以满足用户的进一步要求。NSLS-II仍属第三代同步辐射光源，其波荡器采用了全新的设计和加工工艺，可达到更强的X射线叠加效果，因此电子团能量级别可有所减小，轨道可相应减小，产生的X射线的亮度将比NSLS高10000倍，是先进的中能电子储存环（3 GeV）。NSLS-II的设计工作从2005年开始，2008年开始建造，计划2012年投入运行。NSLS-II将为BNL带来新的科学机遇，它所提供的各种能力的组合将在未来几十年内将对美国主要的科学研究项目产生重大影响，例如在国家卫生研究院结构基因组、能源部基因组到生命和其他主要研究项目中起关键作用；大大提高研究凝聚态物理和材料科学的实验能力；提供范围广泛的纳米分辨率探测器，满足国家迅速增加的纳米科学计划；对决定地球和星体演化的过程提供新的解释，这些研究项目涵盖了生命科学、材料科学、化学科学、纳米科学、地球科学、环境科学等广泛的不同学科和研究领域。2009年3月23日，美国能源部部长朱棣文访问BNL时宣布向该实验室投入1.84亿美元资金，主要用于NSLS-II的研究。朱棣文强调：对于美国的经济繁荣来说，科技的领先地位是至关重要的，这个项目不仅能为经济的短期恢复提供帮助，最重要的是向代表了国家未来的基础研究做了战略投资。 深紫外自由电子激光DUV-FEL（Deep Ultra-violet Free Electron Laser）也是研究平台型装置，1995年开始设计和建造，2002年建成。DUV-FEL利用NSLS的直线加速器，先让电子沿着直线加速器加速，之后电子通过正弦式轨迹激励磁铁（称为插入件），同时与来自种子激光（seed laser）的光藕合，产生脉冲极强的高能光。由于这种光极为稳定，每个脉冲持续不及兆分之一秒。短暂而强烈的光使研究者得以拍下化学反应短暂分子变化过程的极速快照。
㈤ 大型的重子对撞机能不能毁灭地球
据国外媒体报道，科学家担心重子对撞机实验可产生微型黑洞和奇异物质：布鲁克海文国家实验室的重子对撞机将获得进一步的升级，专家认为升级计划需要一个风险评估，重子对撞机之所以要升级是因为科学家试图通过更高的能量来进行粒子对撞实验，目的是生成夸克-胶子等离子体，但有研究人员认为高能粒子的对撞过程可形成一些奇异粒子，比如一些亚原子粒子，甚至是微型黑洞。英国皇家天文学家MartinRees警告称对撞机产生的奇异粒子可能把地球变成一个高度致密的球体。
布鲁克海文国家实验室的重子对撞机隧道示意图：关于粒子对撞机实验可毁灭地球的传闻一直都存在，自欧洲大型强子对撞机开启以来，这一观点更加备受瞩目，布鲁克海文国家实验室的重子对撞机是世界上最强大的粒子对撞机之一，对撞粒子所产生的温度效应相当于4万亿摄氏度以上，在如此极端的模拟环境中可能产生微型黑洞和奇异粒子。科学家试图通过对撞机将对撞粒子加速至光速并在隧道中完成碰撞，从而创建夸克-胶子等离子体，这可以模拟宇宙大爆炸发生后粒子环境。
升级后的重子对撞机可研究宇宙大爆炸之后的粒子环境：夸克-胶子等离子体被认为出现在宇宙大爆炸之后极短的时间，为了创造它们，科学家将希望寄托于升级能量后的重子对撞机，该实验有助于我们探索地球上的生命是如何诞生等问题，其中涉及到极早期宇宙粒子环境的演化之谜，以及宇宙中如何形成当前构成生命的基本元素。
奇异物质可能引发连锁反应，并摧毁地球：英国皇家天文学家警告，被称为奇异物质的亚原子粒子可能在对撞过程中形成，这些粒子可能启动一个连锁反应，把地球变成一个高致密的球体，直径被压缩至只有与一百米。我们对奇异物质的特性还了解不多，如果这一情况出现，那无疑是人类文明的末日。如此同时，欧洲核子研究中心的大型强子对撞机也在进行升级，之后也将获得更加强大的能量来完成粒子对撞实验，把粒子物理的研究推向一个新的高度。
有专家认为重子对撞机的升级需要重新评估：重子对撞机产生的能量要比建造时高出20倍左右，来自北达科他州大学和波士顿大学的研究人员认为升级重子对撞机需要进行重新评估，因为这是一个潜在的可毁灭地球上所有生命的机器。但也有科学家指出，现有的粒子对撞实验中就已经发现了希格斯玻色子，粒子对撞的结果并没有那么糟糕。
粒子对撞机被认为是可毁灭地球的超级机器：奇异物质是一种设想中的夸克物质，在特定条件下可能引发一些连锁反应，一些科学家担心粒子对撞实验可能产生微型黑洞和奇异物质，后者将摧毁整个星球。在欧洲大型强子对撞机运转之前，也有科学家担心强子对撞机将产生可摧毁地球的微型黑洞，但事实上它们并没有出现。
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㈥ 布鲁克海文国家实验室的研究装置
“一群”协调运动的夸克与胶子之间的关系相对论重离子对撞机：这是一台最近完工的加速器，用来使交叉的重离子束流发生对撞，寻找一种称为夸克-胶子等离子体的物质态。交变梯度同步加速器：这是一台直径为843英尺的粒子加速器，用来将质子和重离子加速到高能开展物理研究。辅助的装置有200 MeV直线加速器、交互梯度同步加速器增强器和国家宇航局空间辐射研究实验室。国家宇航局空间辐射研究实验室 (NSRL)：是世界上仅有的几个能够模拟空间发现的苛刻的宇宙和太阳辐射环境的设施之一。采用从美国最好的布鲁克海文加速器引出的重离子束流开展放射性生物系学的研究。国家同步辐射光源（NSLS）：这是一台为产生可用于研究物质精细结构的同步辐射而专门设计的加速器。在这里，通过真空窗口能够看见蓝色的同步辐射光。串联静电加速器：被用来使物质与离子撞击，用于加工和试验目的。它们还被用来给相对重离子对撞机提重离子。高场核磁共振装置：用于人的医学成像研究。它有一个能够产生世界上用于人体研究最高场强的4个泰斯拉的整块磁铁的核磁共振仪器。加速器测试设备：用来研究粒子加速和产生更亮用于应用研究的X射线束流。正电子断层照相（PET）设备：用来使脑成像，以便进行治疗人吸毒成瘾、衰老过程药物的研发。激光电子加速器装置（LEAF）：这是BNL辐射化学研究中心的一台皮秒激光-电子加速器装置。回旋加速器：由化学系运行，60英寸的回旋加速器和40英寸“医用回旋加速器” 用来生产用于正电子断层照相装置和核磁共振装置研究的放射性试剂。透射电子显微镜：由能源科学和技术系运行，用于材料表征的独特探针。扫描透射电子显微镜：由生物系运行。这是一定制的为使带有最小辐射损伤无污垢的生物分子进行优化的电子显微镜。
