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历经两年升级整修,以及开机前数个月紧锣密鼓的筹备,欧洲核子研究组织(CERN) 2015 年 4 月 5 日重启大强子对撞机(Large Hadron Collider, LHC),这次粒子束相撞预计进步将近两倍的能量, CERN 的研究团队愿望粒子束能撞出更多物理学前卫理论的实证,供给进一步研讨的线索。




2013 年 3 月 CERN 发布探测到希格斯玻色子(Higgs boson),偵测出希格斯玻色子证实希格斯场(Higgs field)存在, 2013 年对希格斯机制造出关键贡献的彼得?希格斯(Peter Higgs)与佛朗索瓦?恩格勒(Fran?ois Englert)独特获得诺贝尔物理学奖。仅管 CERN 局部实验结果不合乎理论预测,但还是重大实验冲破,大强子对撞机实现阶段性任务,进行设备升级。

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(source:CERN

升级、维护大强子对撞机是艰钜的任务,工程团队加固磁铁间将近 10,000 个电子联结(electrical interconnection),以及加装磁铁防护系统,超导磁铁运作温度须维持在 1.9 K ,摄氏 -271.25 度,防护系统改良通风、电子设备在低温下的效力。升级后的大强子对撞机,粒子束对撞次数增添,粒子束分离的时间从 50 毫微秒(nanosecond)降到 25 毫微秒。

由于 2008 年 9 月大强子对撞机冷却超导磁铁的液态氦发生严重外漏,两个超导磁铁间接触不良,高电流下熔燬,导致第三段、第四段液态氦外漏,必须停机等候降温检修,又恰逢年度预定检修时程,不得不推迟实验时程,直到 2009 年 11 月进行对撞实验;加上大强子对撞机设备造价昂扬,实验保险受到高度重视,研究团队记取教训,将逐渐提高粒子束的能量,以濒临光速的速度推进,最终目标是各粒子束 6.5 TeV,共 13 TeV ,约 2.083*10-6? 焦耳,为前次实验两倍能量。

CERN 这次要寻找什么,想必是物理学家、科学爱好者共同关注的问题, CERN 在新闻稿中诙谐地表示希格斯机制(Higgs mechanism)、暗物质(dark matter)、反物质(antimatter)、夸克-焦子电浆(quark-gluon plasma)都在 CERN 的「菜单」上,盼望继 2012 年超导环场探测器(A Toroidal LHC Apparatus, ATLAS)和紧湊渺子线圈(The Compact Muon Solenoid, CMS)偵测出希格斯玻色子后,继续拓展物理学领域。

2015 年 4 月 9 日 CERN 表现一束粒子束胜利以 6.5 TeV 绕行,看来在 2015 年夏天之前完成对撞并非不可能的任务,就让我们等待 CERN 的好新闻,中信国际

首图来源:Image Editor/flickr ,中信国际;

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陈 思宇

热爱文学跟历史,明明不文青却常被嗆装文青
良多尝试以前从来没想过,但不试不晓得会多好

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