并不是每个人都可以说他们的主管曾经不得不重新安排时间，因为他们要“去欧洲核子研究中心进行一次短途旅行”，但我可以。莎拉·威廉姆斯 (Sarah Williams) 博士是卡文迪什实验室高能物理学助理教授，也是我一年级的物理导师，自 2010 年以来一直是欧洲核子研究组织 ATLAS 合作项目的成员。
欧洲核子研究中心会发生什么？
作为一名粒子物理学家，我们想要做的是在尽可能小的尺度上理解宇宙是由什么组成的，以及这些粒子如何相互作用。在其历史上，CERN 拥有越来越大的粒子加速器，直至大型强子对撞机 (LHC)，这是一个 27 公里长的环，以非常接近光速的速度对撞质子。这些碰撞每秒发生 4000 万次，而且不仅仅是单个质子，还有质子束，穿过质子束——非常混乱。当质子相互作用时，我们会产生新的粒子，我们的探测器基本上是一个巨大的圆柱形洋葱，结合了许多不同的子系统，试图测量碰撞中产生的所有粒子的动量和能量。通过逐个事件，我们可以尝试重建我们认为可能产生的粒子，然后将这些数据集与我们的预测进行比较，看看它们是否符合理论，或者可能是新的东西。
“这些碰撞每秒发生 4000 万次 – 非常混乱”
您想回答什么问题？
关于物理定律为何如此运作的问题有很多，但就 大的 我们希望通过实验回答有关宇宙的问题：我们正在思考暗物质是由什么组成的——我们知道暗物质存在于宇宙中，但在我们当前的模型中，我们还没有找到暗物质的候选材料；我们认为物质和反物质在大爆炸中的产生量应该大致相等，所以我们想知道为什么宇宙中物质比反物质多；我们想了解我们在大型强子对撞机上发现的希格斯玻色子是否具有标准模型中预测的属性，或者它是否实际上可以成为新事物的门户。
平均访问需要什么？
很多咖啡。您在会议上花费大量时间与协作者讨论：项目的进展情况、下一步需要做什么。亲自到场的好处是，有时您可以坐下来一起实际解决问题或某些代码。我真正喜欢在那里的事情是能够真正面对面地看到我经常在 Zoom 会议上花很多时间与之相处的人！
“我想说，我决定进入粒子物理学领域的决定性时刻是当我成为欧洲核子研究中心的暑期学生时”
您一直致力于粒子物理学领域的职业吗？
当我 16 岁的时候，我想成为一名政治家，但由于我糟糕的论文写作技巧，我被引导到 A-level 的科学领域。然后我来到剑桥学习自然科学，在那里我最终专攻物理（尽管，我再次在物理和化学之间犹豫了一段时间，但由于我糟糕的化学实验室技能，最终选择了物理）。我想说，我决定要进入粒子物理学的决定性时刻是在我第三年结束时成为欧洲核子研究中心的暑期学生时（我鼓励每个三年级本科生申请！）。我受到国际社会的启发；与来自世界各地的人们会面并合作，试图回答同样的问题。
“你可以回答非常酷的问题，参与这些巨大的实验，并一路上遇到很多真正鼓舞人心的人”
对于希望从事类似职业的人，您有什么建议？
我当然会说去做吧。我认为现在是考虑进入粒子物理学的一个非常令人兴奋的时刻。我鼓励所有思考粒子物理学的人，但想知道他们是否应该真正去参观欧洲核子研究中心并亲自感受一下，或者与你在该领域可能认识的人交谈。在我成长的过程中，我对科学家的看法有些传统和刻板。但作为一名粒子物理学家，我真正喜欢的一点是它的多样性。我确实花了很多时间分析实验数据，但你可以回答非常酷的问题，参与这些巨大的实验，并一路上遇到很多真正鼓舞人心的人。
过去 15 年，情况发生了怎样的变化？
它发生了很大的变化，部分原因是我们现在对事物有了更多的了解，但当然也因为对未来的期望已经发生了变化。我们运行大型强子对撞机已经超过 15 年了，我们已经发现了希格斯粒子，但我们尚未发现任何其他新物理学的迹象。我们知道标准模型不可能是一个完整的万有理论，但它真正告诉我们的是，我们必须更加努力才能发现新事物的迹象。我们需要诚实面对的另一件事是，现在的国际格局与 15 年前有很大不同，这给规划大型强子对撞机之外的未来实验带来了挑战。这意味着我们必须更加开放和与外界沟通，了解我们的科学除了回答“大”问题之外还有什么价值，包括技术开发、培训有才华的研究人员以及（希望）激励下一代科学家。
