大型强子对撞机再破纪录 实现每秒万次对撞

2010-6-30 13:16 来源: 新浪科技
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大型强子对撞机

大型强子对撞机

  据国外媒体报道,欧洲大型强子对撞机近日再次向新的世界纪录发起冲击。上周末,大型强子对撞机完成了每秒1万次的粒子对撞实验,创造了对撞质子数的新世界纪录。物理学家相信,这是大型强子对撞机迈向物理学新领域的坚实一步。

  2009年11月,大型强子对撞机实现首次质子对撞,开始了寻找被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子之旅。目前,大型强子对撞机仍然以最高设计功率一半的能量运行。但是从上周末以后,运行于环形隧道中的每束粒子束中的粒子数量将达到物理学家所计划的数量。

  欧洲粒子物理研究所科学家约翰·伊利斯表示,“这是最关键的。质子是一种复杂的粒子,它们拥有夸克粒子以及其他更小的粒子。碰撞它们,就好像让两只垃圾桶相碰撞,然后就可以看到胡萝卜从中飞出来。我们实现的对撞实验越多,就越接近超对称性、暗物质、希格斯玻色子以及其他类型的物理学新领域。”

以下是对撞实验的几项基本要素:

  能量:大型强子对撞机已经是世界上“最强大的”对撞机,它以每束光柱3.5万亿电子伏特的能量(即总能量7万亿电子伏特)实现质子对撞。第二强大的对撞机是位于芝加哥附近的费米国家实验室中的万亿电子伏特加速器。项目研究人员希望,大型强子对撞机能够在2013年达到最高设计能量14万亿电子伏特。

  发光度:关于质子对撞究竟有何好处的问题,物理学家认为它不仅仅涉及粒子拥有的能量问题,而且还要看粒子的对撞频率。这就是物理学家所说的发光度。上周末,大型强子对撞机实现了每秒1万次粒子对撞。尽管万亿电子伏特加速器拥有更高的发光度,但是从上周末起大型强子对撞机开始致力于继续打破纪录。负责大型强子对撞机运行的物理学家们也正在致力于让对撞机能够更容易保持这种每秒1万次粒子对撞的性能。

  粒子束与强度:为了增加每秒钟的对撞次数,必须要使由大量粒子组成的高度聚焦粒子束共同前进。粒子加速器是利用磁体引导和聚焦粒子束中的粒子的。上周末,物理学家们第一次加速如此多的粒子(每束)。在当初他们设计大型强子对撞机时,他们希望每束粒子束最多由1000亿个质子组成。研究人员希望到2016年能够将每束光柱中的粒子束数量提高到2808束。

  不断打破的记录驱动着两台加速器之间继续竞争下去。但是,大型强子对撞机项目运行组负责人迈克·拉蒙特认为,“很明显,大型强子对撞机是小镇上的新人。但是,过两年我们将会让费米国家实验室失业。”