欧洲大型强子对撞机重启

2020-03-13 13:58栏目:科技中心

欧洲大型强子对撞机重启 预计将于今年6月开始碰撞试验

欧洲核子研究中心主任罗尔夫·霍伊尔3月12日宣布,在经过近两年停机维护和升级后,欧洲大型强子对撞机将于今年3月末正式开启第二阶段运行。

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欧洲大型强子对撞机是目前全球最大、能量最高的粒子加速器,它通过埋入地下100米深、总长27公里的超导磁铁加速并碰撞粒子,可在微观尺度上还原宇宙大爆炸后的宇宙初期形态,帮助科学家研究宇宙起源并寻找新粒子。

升级后的LHC将有助于解决类似暗物质起源这样的谜题。图片来源:CERN

霍伊尔当日在欧核中心总部举行的记者会上表示,在对撞机停机期间,工作人员强化了对撞机的1万个超导磁铁连接点,可确保重启后每个质子束流产生6.5万亿电子伏特的能量,进而在5月实现以创纪录的13万亿电子伏特的质子束流总能量进行对撞实验。

本报讯 在经历了两年的停机维护、加固升级及数月重启准备后,随着质子的再一次循环,欧洲大型强子对撞机终于开始了自己的第二次运行。

大型强子对撞机于2008年9月建成运行,首阶段运行于2012年末结束。该阶段的两个强子对撞实验项目——ATLAS和CMS均证实了“物质质量的来源”——希格斯玻色子的存在。欧核中心表示,对撞机第二阶段运行能量翻倍,或将开启新的发现“窗口”,进一步探索宇宙的起源。

来自瑞士日内瓦附近欧洲粒子物理实验室——欧洲核子研究中心的研究人员利用这一间隙对LHC进行了升级,从而使其能够在更高能量下运行,并完成更大强度的碰撞试验。

欧核中心物理学家安德烈·格鲁特文说,新的能量运行水平可帮助寻找比现有粒子质量重3倍以上的新粒子,并对希格斯玻色子进行精密测量、研究其物理特性。

此次重启被拖延了两周,原因是一块金属在环绕LHC的一个超导磁体周围的安全系统中引发了短路。3月30日,工程师们通过使用电流放电蒸发金属的方法清除了这些碎片。

为什么科学家需要能量越来越高的加速器呢?ATLAS实验项目研究员任忠良对记者说:“粒子物理学研究微观物质结构,根据量子力学,能量越高,粒子的波长越短,可以看到的粒子就会越小。”

4月5日,两束能量相对较低的质子束流——每束仅包含了最低限度的质子数量——以相反的方向在LHC总长27公里的超导磁体环中开始循环。但它们还没有准备好进行碰撞。

任忠良表示,大型强子对撞机第二阶段运行的主要目标是寻找暗物质粒子,鉴于下一阶段粒子束流的强度会增加好几倍,会在更短时间内产生更大量的暗物质粒子或希格斯玻色子数据。

新濠国际,CERN在一份公报中说,LHC于当地时间5日上午10时41分发射出第一束质子束流,另一束相反方向的质子束流于5日中午12时27分发射,两束质子束流循环的注入能量为0.45万亿电子伏特。

CERN的质子束流主管Paul Collier表示:“让LHC恢复到原来的样子,从完全关闭到进行物理学研究,并不是按下一个开关然后便转身离开那么简单的问题。”

Collier与他的团队将在接下来的8周里让越来越多的系统上线,从而使得工程师们能够微调和清理这些质子流束。

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