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世界最強大的粒子加速器——大型強子對撞機——正接近其期待已久的重啟。 在歐洲對撞機的首次啟動因電氣連線故障導致的氦洩漏而被中止一年多後,粒子束已被注入對撞機(即LHC),並可能在未來幾小時內完全引導透過其環形隧道。
運營LHC的歐洲粒子物理實驗室CERN的發言人詹姆斯·吉利斯星期五說:“我們希望LHC在夜間能有束流。” “因此,一切順利的話,我們明天早上醒來時就會有迴圈束流。” 根據CERN的Twitter feed訊息,截至美國東部標準時間星期五下午3:30,一束束流已順時針方向完成隧道的一整圈,逆時針束流仍在進行中。
今年秋天,質子束已在日內瓦附近透過對撞機27公里地下週長的部分段落執行測試,但像現在這樣讓整個對撞機環全面運轉將是對機器堅固性更真實的考驗。 2008年9月,在束流迴圈僅僅九天後,LHC就經歷了其嚴重的故障。 自那時以來,LHC的管理人員一直在處理氦洩漏的後果,費力地修理、升級和重新除錯機器,使其恢復正常工作,並試圖防止再次發生類似事件。
如果一切按計劃進行,LHC的運營商可能會很快用這臺機器取得新的突破。 吉利斯說:“我們去年沒有做的一件事是使用LHC作為粒子加速器。” “去年,我們在發生故障之前注入了束流並迴圈了束流,但我們沒有加速它們。 因此,一旦我們有了迴圈束流,我們將開始測試LHC的加速系統。”
儘管LHC的設計目的是將質子加速到驚人的七萬億電子伏特(TeV),但CERN長期以來表示,它計劃隨著時間的推移逐步提高機器的能量。 加速束流的初始目標將是1.2 TeV,這將超過目前粒子加速器中的佼佼者——位於伊利諾伊州巴達維亞的費米國家加速器實驗室的Tevatron對撞機。
吉利斯說,透過將順時針粒子束引導到逆時針粒子束中實現的粒子碰撞是“在我們可以真正說LHC啟動並執行之前必須證明的另一項能力”。 他說,首次碰撞將使用1.2 TeV束流還是降低的能量進行尚未決定。 吉利斯補充說:“無論哪種方式,我們今年進行的任何碰撞實際上都是校準工作。 如果您願意,這不是新的物理學。 真正的物理研究計劃要到一月份才開始。”
LHC可能帶來的誘人發現包括希格斯玻色子(它賦予其他粒子質量)以及可能的暗物質識別(一種被認為瀰漫宇宙但尚未被直接觀察到的隱形物質)。
不管有沒有新的物理學,僅僅是讓機器運轉起來的前景就足以在CERN引起興奮,在那裡,為了期待LHC的到來,已經花費了多年時間和數十億美元。 吉利斯說:“我必須說,這個地方充滿了興奮。” “已經很久了。”