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經過14年的建設和80億美元的投入，世界上最強大的粒子加速器即將嚐到其建造目的的滋味。
大型強子對撞機（LHC），在瑞士日內瓦郊外即將準備就緒，其設計目的是將質子以有史以來最高的能量碰撞在一起，以期解開宇宙的新秘密。但迄今為止，在其環形束管道中穿行的只是用來測試障礙物的乒乓球。
這種情況即將改變。本週末，歐洲核子研究組織（CERN）計劃透過將低強度的質子束順時針注入LHC，並讓其在機器中移動3公里（2英里），來測試加速器的關鍵部件。
假設一切按計劃進行，該實驗室今天宣佈，它將在9月10日，即該機器的正式啟動日期，傳送第一束光束繞行整個27公里（17英里）的管道。
本週末的測試將標誌著CERN首次嘗試從一系列較小的加速器向LHC注入質子（或簡稱“束”）。這些饋線加速器不能直接注入LHC，因為它們的管道被引導質子的笨重磁鐵包圍。
相反，質子以一定的角度進入LHC環。這意味著磁鐵必須輕推質子才能切線進入環形束管道。這種“踢球器”磁鐵，CERN直到現在才有機會對其進行測試，必須在精確的時刻開啟，以輕推接近光速的光束，然後快速關閉。
CERN發言人詹姆斯·吉利斯說，如果測試成功，“我認為這個週末會有一些非常高興的人。”他補充說，可能需要幾次嘗試。
然後，在接下來的幾周內，CERN計劃從環上的不同點注入第二個逆時針光束。LHC的設計目的是使兩個相反的光束碰撞——一個順時針方向，一個逆時針方向——每個光束的能量為7萬億電子伏特（TeV），相當於高速列車的能量。（1 TeV等於1萬億電子伏特。）
研究人員認為，當兩個光束碰撞在一起產生14 TeV的能量時，可能會彈出前所未見的粒子，例如長期以來一直尋找的希格斯玻色子，它被認為是物質質量的來源。
強大的超導磁鐵，透過液氦冷卻至絕對零度（–459.67華氏度，或–273.15攝氏度）的1.9開爾文（3.4華氏度）之內，保持質子在軌道上並將其加速到更高的速度。CERN計劃在9月10日注入的迴圈光束將攜帶LHC可能實現的最小能量，僅為0.45 TeV。該實驗室計劃在年底前將光束推至總共10 TeV。
工作人員仍在完成LHC八個扇區的冷卻，這八個扇區由沿環的八個點定義，質子可以在這些點進入或碰撞。在本週末的測試中，研究人員將從第二個點發送光束到位於第三個點的可移動障礙物——這是唯一達到執行溫度的扇區。
伊利諾伊州巴達維亞的費米國家加速器實驗室（Fermilab）的物理學家彼得·利蒙說，首次啟動加速器很可能會發現一些故障，他過去兩年在CERN工作。
他說，當費米實驗室在1983年首次將完整光束髮送透過Tevatron機器時，光束在繞行6公里（4英里）的環幾次後意外停止。問題：實驗室中使用的一種名為Kimwipe的紙巾堵塞了管道。
類似的障礙物會將LHC的進度推遲數週。要將其移除，研究人員必須經歷緩慢的過程，加熱障礙物周圍的磁鐵（否則會被液氦冷卻夾套擋住，無法進入），然後重新冷卻它們。
但工程師們希望他們的預測試——使用壓縮空氣將乒乓球射入管道，吉利斯說——將防止這種事故。“這是一個非常簡單的解決方案，但它也非常有效，”他說。“如果乒乓球出現，那麼你就知道束管道是暢通的。”
利蒙同意這不太可能發生。他說，更有可能發生的是，沿著管道串起的數千個感測器中的一些出現問題，這些感測器監測光束的位置和強度，並尋找光束中細微的偏差，例如向右或向左的擺動。
以錯誤方式插入的電纜會切換感測器的“極性”，導致其混淆左右。“很多東西都經過測試，但沒有一個是在有光束的情況下測試的，”利蒙說。
他說，如果LHC的1,200個彎曲磁鐵中有任何一個稍微傾斜，光束就會向上或向下偏離環的平面。在這種情況下，CERN將調整補償磁鐵的強度，以將光束誘導回正常形狀。
利蒙說，沒有測試，這是不可能知道的：“最後，沒有什麼比光束更真實了。”