揭秘大型強子對撞機首次對撞過程
據《泰晤士報》報道,大型強子對撞機啟動後,由於製冷系統出現了故障,對接時間推遲。現在故障已經排除,這台耗資36億英鎊的「宇宙大爆炸機器」準備在下周早些時候開始讓第一批粒子相撞。
儘管科學家原來希望10日成功注入這台粒子加速器的第一批質子束,為本周的對撞試驗鋪平道路,但是由於供電設備出現問題影響了製冷系統,各項工作的時間安排不得不被推遲。9月17日,工程師終於解決了所有問題,質子束在直徑是17英里(27公里)的環形隧道內的運行得以繼續下去。在這方面取得成功後,下周早些時候科學家將向相反方向發射兩個質子束,這些光束最終將在大型強子對撞機兩個龐大的探測器裡相撞。
雖然這些粒子首次相撞利用的能量僅佔大型強子對撞機最終可以產生的最大能量的6%,但是它們是該項目向前發展至關重要的一步。在下個月質子束利用最大能量的70%發生撞擊前,科學家可以根據這些試驗結果校準和檢測探測器。然後大型強子對撞機將開始提供能證明「希格斯玻色子」存在的數據,回答有關宇宙特性的其他問題。希格斯玻色子又被稱作「上帝粒子」。
質子束於9月10日注入大型強子對撞機內,接下來的任務就將是「捕捉」它們了,這樣便於質子以整齊的脈衝或「光束」的形式發射。其中一個光束已經在12日被捕捉到,但是隨後給製冷系統提供電能的變壓器出現故障,這項工作中斷。那個製冷系統負責將大型強子對撞機的超導磁體冷卻到絕對零度以上1.9攝氏度。
歐洲粒子物理研究所(CERN)低溫學科研組負責人勞倫·塔韋恩17日告訴《泰晤士報》說,現在故障已經解決。工程師可繼續「捕捉」第二個質子束,因此兩束光將在幾天內相撞。塔韋恩說:「現在計畫捕捉第二個質子束,一旦兩個質子束都準備就緒,被成功捕捉到,我們將開始著手撞擊事宜。」
第一次撞擊過程中將包括能量為0.45萬億電子伏的質子束,以前的加速器直到20世紀80年代才能達到這個水平。這次碰撞的目的是查看大型強子對撞機的探測器是否能正常工作。接下來的目標將是產生擁有5萬億電子伏能量的質子束,如果這個目標能成為現實,它將打破美國伊利諾斯州一萬億電子伏加速器(US Tevatron)保持的1萬億電子伏的世界紀錄。按照計畫,大型強子對撞機將在10月12日達到5萬億電子伏,並於10月21日正式舉行落成儀式。
為了進一步給大型強子對撞機進行微調,整個冬季這台粒子加速器都將停止工作。明年它將在最大能量——7萬億電子伏的環境下進行試驗,最終產生的結果,將有助於人們更好地瞭解物理學中存在的最為重要和持久沒有找到答案的一些問題。