http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 19:20:17 來源:新浪科技


大型強子對撞機中質子碰撞時的情景。本圖拍攝於11月23日,當時Atlas探tan測ce器qi首shou先xian探tan測ce到dao質zhi子zi對dui撞zhuang。左zuo圖tu是shi從cong側ce方fang觀guan測ce探tan測ce器qi中zhong質zhi子zi對dui撞zhuang情qing形xing,右you圖tu是shi從cong正zheng上shang方fang觀guan測ce探tan測ce器qi中zhong質zhi子zi對dui撞zhuang情qing形xing。圖tu中zhong由you中zhong心xin輻fu射she出chu來lai的de彩cai色se線xian條tiao是shi由you一yi對dui誇kua克ke所suo產chan生sheng,這zhe一yi對dui誇kua克ke也ye被bei稱cheng為wei介jie子zi。在zai每mei一yi個ge碰peng撞zhuang的de質zhi子zi中zhong,都dou存cun在zai三san個ge誇kua克ke。
大型強子對撞機成功加速粒子流創能級新紀錄
據國外媒體報道,世界最大的粒子加速器——歐洲大型強子對撞機(LHC)11月30日創造了一項新的世界紀錄,對撞機內的兩束質子流被加速至1.18萬億電子伏特的能級,最終比之前該記錄的保持者——美國費米國家實驗室加速器——創造的能量多出20%,令其真正成為世界上“最強大的機器”。
大型強子對撞機質子束的能量對實現該項目的終極目標至關重要:yizugoudelilianglinglizijianxianghuzhuangji,bianchengzuixiaodewuzhigoujianmokuai。dangtianqingchendeceshigeikexuejiamendailaixindejingxi,zaidaxingqiangziduizhuangjiqunianyingubeipotingzhiyunxingyihou,tamenzengbeiganshiwang。daxingqiangziduizhuangjiyu2003年開始興建,位於法國和瑞士邊境地下100米深、長17英裏(約合27公裏)的環形隧道中,投入達100億美元。
對撞機於2008年9月10日正式啟動,但大約10天(tian)後(hou)就(jiu)因(yin)意(yi)外(wai)事(shi)故(gu)被(bei)迫(po)停(ting)止(zhi)運(yun)行(xing)。歐(ou)洲(zhou)核(he)子(zi)研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)用(yong)了(le)一(yi)年(nian)多(duo)時(shi)間(jian)進(jin)行(xing)維(wei)修(xiu)和(he)改(gai)進(jin),才(cai)使(shi)得(de)對(dui)撞(zhuang)機(ji)得(de)以(yi)重(zhong)新(xin)啟(qi)動(dong)。據(ju)歐(ou)洲(zhou)核(he)子(zi)研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)介(jie)紹(shao),大(da)型(xing)強(qiang)子(zi)對(dui)撞(zhuang)機(ji)內(nei)的(de)兩(liang)束(shu)質(zhi)子(zi)流(liu)當(dang)天(tian)被(bei)加(jia)速(su)至(zhi)1.18萬億電子伏特(TeV)的能級,打破了之前由美國費米國家實驗室加速器2001年創下的0.98萬億電子伏特的紀錄。
物理學家之所以測算直徑相當於發絲的質子束的能量,而非速度,是因為質子的速度已經接近光速,不能再快了。1萬億電子伏特能級的質子大概相當於蚊子飛行運動產生的能量。當一個質子束完全充滿了能量達7萬億電子伏特的30萬億個質子——這也是大型強子對撞機的目標——它就像一艘以20節速度航行的航空母艦。
歐洲核子研究中心發言人詹姆斯·吉利斯(James Gillies)表示,這是科學家正在細致了解如何運行大型強子對撞機,確保所有保護係統運轉正常的原因。11月30日(ri)達(da)到(dao)的(de)能(neng)級(ji)比(bi)費(fei)米(mi)國(guo)家(jia)實(shi)驗(yan)室(shi)加(jia)速(su)器(qi)沒(mei)高(gao)太(tai)多(duo),不(bu)過(guo),估(gu)計(ji)明(ming)年(nian)上(shang)半(ban)年(nian)將(jiang)會(hui)取(qu)得(de)更(geng)大(da)的(de)進(jin)展(zhan),屆(jie)時(shi),大(da)型(xing)強(qiang)子(zi)對(dui)撞(zhuang)機(ji)計(ji)劃(hua)將(jiang)每(mei)個(ge)質(zhi)子(zi)束(shu)加(jia)速(su)至(zhi)3.5萬億電子伏特,為創造各種條件的實驗做準備,比如宇宙大爆炸發生後的瞬間狀況。
物理學家希望,這可以幫助他們理解像暗物質、反物質、超對稱這樣的現象,最終揭開宇宙形成之謎。歐洲核子研究中心總幹事羅爾夫·霍爾(Rolf Heuer)表示,這個項目的初期進展“極為出色。”他說:“但是,我們仍在有條不紊地運行它,在2010年開始物理學實驗前還需要從事大量工作。到了那時,我才會打開香檳慶祝。”另外,在大型強子對撞機從理論上可以探測到行蹤詭秘的希格斯玻色子之前還需要幾年時間。
希格斯玻色子稱為“上帝粒子”,被(bei)認(ren)為(wei)是(shi)物(wu)質(zhi)的(de)質(zhi)量(liang)之(zhi)源(yuan),是(shi)粒(li)子(zi)物(wu)理(li)學(xue)標(biao)準(zhun)模(mo)型(xing)預(yu)言(yan)的(de)一(yi)種(zhong)自(zi)旋(xuan)為(wei)零(ling)的(de)玻(bo)色(se)子(zi),至(zhi)今(jin)尚(shang)未(wei)在(zai)實(shi)驗(yan)中(zhong)觀(guan)察(cha)到(dao)。發(fa)現(xian)希(xi)格(ge)斯(si)玻(bo)色(se)子(zi)將(jiang)是(shi)物(wu)理(li)學(xue)曆(li)史(shi)上(shang)最(zui)偉(wei)大(da)的(de)發(fa)現(xian)之(zhi)一(yi)。數(shu)十(shi)年(nian)來(lai),物(wu)理(li)學(xue)家(jia)一(yi)直(zhi)使(shi)用(yong)更(geng)小(xiao)、室shi溫wen條tiao件jian下xia的de對dui撞zhuang機ji研yan究jiu希xi格ge斯si玻bo色se子zi。他ta們men曾zeng經jing認ren為wei質zhi子zi和he中zhong子zi是shi原yuan子zi核he最zui小xiao的de組zu成cheng部bu分fen,但dan對dui撞zhuang機ji實shi驗yan表biao明ming,原yuan子zi核he是shi由you誇kua克ke和he膠jiao子zi構gou成cheng的de,另ling外wai還hai存cun在zai其qi他ta的de力li和he粒li子zi。
大型強子對撞機在接近絕對零度的溫度下(溫度低於外太空)運行,以便讓大約2000個超導磁體最有效地引導質子。來自世界各地的8000多位物理學家參與了這個研究項目。歐洲核子研究中心(CERN)是世界上最大的粒子物理研究中心,現有20個成員國,同時獲得了日本、印度、俄羅斯和美國等眾多國家的支持。