大型強子對撞機

 

 

大型強子對撞機

　　據國外媒體報道，歐洲大型強子對撞機近日再次向新的世界紀錄發起衝擊。上週末，大型強子對撞機完成了每秒1萬次的粒子對撞實驗，創造了對撞質子數的新世界紀錄。物理學家相信，這將是大型強子對撞機邁向物理學新領域的堅實一步。

　　2009年11月，大型強子對撞機實現首次質子對撞，開始了尋找被稱為「上帝粒子」的希格斯玻色子之旅。目前，大型強子對撞機仍然以最高設計功率一半的能量運行。但是從上週末以後，運行於環形隧道中的每束粒子束中的粒子數量將達到物理學家所計畫的數量。

　　歐洲粒子物理研究所科學家約翰-伊利斯表示，「這是最關鍵的。質子是一種複雜的粒子，它們擁有夸克粒子以及其他更小的粒子。碰撞它們，就好像讓兩隻垃圾桶相碰撞，然後就可以看到胡蘿蔔從中飛出來。我們實現的對撞實驗越多，就越接近超對稱性、暗物質、希格斯玻色子以及其他類型的物理學新領域。」

　　以下是對撞實驗的幾項基本要素：

　　能量：大型強子對撞機已經是世界上「最強大的」對撞機，它以每束光柱3.5萬億電子伏特的能量(即總能量7萬億電子伏特)實現質子對撞。第二強大的對撞機是位於芝加哥附近的費米國家實驗室中的萬億電子伏特加速器。項目研究人員希望，大型強子對撞機能夠在2013年達到最高設計能量14萬億電子伏特。

　　發光度：關於質子對撞究竟有何好處的問題，物理學家認為它不僅僅涉及到粒子擁有的能量問題，而且還要看粒子的對撞頻率。這就是物理學家所說的發光度。上週末，大型強子對撞機實現了每秒1萬次粒子對撞。儘管萬億電子伏特加速器擁有更高的發光度，但是從上週末起大型強子對撞機開始致力於繼續打破紀錄。負責大型強子對撞機運行的物理學家們也正在致力於讓對撞機能夠更容易保持這種每秒1萬次粒子對撞的性能。

　　粒子束與強度：為了增加每秒鐘的對撞次數，必須要使由大量粒子組成的高度聚焦粒子束共同前進。粒子加速器是利用磁體引導和聚焦粒子束中的粒子的。上週末，物理學家們第一次加速如此多的粒子(每束)。在當初他們設計大型強子對撞機時，他們希望每束粒子束最多由1000億個質子組成。研究人員希望到2016年能夠將每束光柱中的粒子束數量提高到2808束。

　　不斷打破的紀錄驅動著兩台加速器之間繼續競爭下去。但是，大型強子對撞機項目運行組負責人邁克-拉蒙特認為，「很明顯，大型強子對撞機是小鎮上的新人。但是，過兩年我們將會讓費米國家實驗室失業。」