以下文章經許可轉載自The Conversation，這是一個報道最新研究的線上出版物。
並非每天我的 Twitter 動態都會被人們討論平頂、擠壓和注入所佔據，但 6 月 3 日星期三對於大型強子對撞機來說並非尋常的一天。
大型強子對撞機是世界上最大的粒子加速器，位於日內瓦郊外的歐洲物理實驗室 CERN 下方的隧道中。週三，它在經過兩年的維修和升級中斷後重新啟動，準備將我們對宇宙的理解推向新的極限。
關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。透過購買訂閱，您將幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事擁有未來。
當我的物理學家同事們湧入控制室並等待事情開始時，我正在法國參加一個研討會。但我能夠線上關注啟動過程。以下是事情的經過。
上午 8:09。注入：數十億個質子被載入到大型強子對撞機中。
大型強子對撞機是一個周長約 28 公里的環形隧道，它將質子加速到接近光速，然後讓它們正面碰撞。質子是在原子核中發現的粒子，大小約為一萬億分之一米。
它們最容易從氫氣中獲得，氫氣是最簡單的原子，只有一個電子圍繞一個質子執行。大型強子對撞機從一瓶氫氣開始，氫氣被送入電場以剝離電子，只留下質子。電場和磁場是粒子加速器的關鍵：因為質子帶正電荷，所以它們在電場中會加速，在磁場中會彎曲成圓形。
上午 9:45。加速：一旦大型強子對撞機完全載入，它的兩條質子束就會緩慢加速到碰撞能量，現在是世界紀錄的每束 6.5TeV。
將數十億個質子加速到接近光速，引導它們繞大型強子對撞機執行一週，然後讓它們正面碰撞，這是由高壓裝置和巨型磁鐵完成的微妙平衡。這是一項驚人的技術成就。事實上，粒子物理學研究的主要應用之一是其沿途開發的技術的工業應用，從質子療法癌症治療到全球資訊網。
但對我而言，興奮之處在於科學：大型強子對撞機正在探索最小尺度下的宇宙。我們迄今為止所學到的一切都以標準模型來闡述，該理論描述了由微小粒子組成的宇宙，並給出了這些粒子如何運作的規則。透過在高能量下將其中一些粒子碰撞在一起，我們能夠測試這些規則並做出新的發現。
大型強子對撞機的“Run 1”（2010-2013 年）提供了足夠的資料來將標準模型測試到新的精度水平，並發現了希格斯玻色子。這種粒子在 20 世紀 60 年代被預測，並在標準模型中發揮著核心作用。但我們花了近 50 年才擁有足夠強大的機器來發現它。除了高能量外，它還需要大量資料：希格斯玻色子是一種罕見的東西，在大型強子對撞機中，每十億次碰撞中產生希格斯玻色子的次數不到一次。
上午 10:12。平頂：光束能量在達到目標後趨於穩定。
對於週三的歐洲核子研究中心團隊來說，這些是緊張的時刻。大型強子對撞機正在有史以來粒子加速器中達到的最高能量下執行。“Run 2”將透過將磁鐵和加速器推向極限，以比 Run 1 高 60% 的能量碰撞質子。我們希望這種額外的能力能夠使我們解決粒子物理學中的一些重大問題。
主要議題之一是暗物質。這似乎是一種遍佈整個宇宙的新型粒子。透過大型強子對撞機 Run 2，我們希望首次在實驗室中製造出它。但如果說希格斯玻色子是罕見的，那麼暗物質就更罕見了，我們需要篩選大量的碰撞才能有望找到它。
上午 10:17。擠壓：光束被微調，並聚焦在大型強子對撞機周圍的四個交叉點，實驗將記錄碰撞
幾乎完成了。實驗現在需要等待一切就緒的訊號才能開始記錄，我們將開始研究以前從未見過的東西。儘管如此，許多碰撞將不會有趣，因為質子只是撞碎而沒有做任何令人興奮的事情。
更糟糕的是，我們正在尋找的罕見新粒子往往也非常不穩定，並且衰變得太快而無法直接看到。因此，實驗的工作是測量碰撞中產生的所有粒子，並嘗試重建發生了什麼，尋找異常事物的證據。
除了暗物質，還有許多其他想法需要測試，例如超對稱性、新的規範玻色子、量子黑洞和重中微子，所有這些我們都可以從大型強子對撞機的碰撞中重建。科學的樂趣和痛苦之一是新的發現可能在幾天或幾年內出現。
上午 10:43。穩定光束：大型強子對撞機現在執行平穩，光束表現符合預期，實驗可以開始記錄資料。
Run 2 已經開始！香檳在歐洲核子研究中心流淌。現在注意力轉移到分析新資料，是時候讓我們其他人回去工作了。
本文最初發表於The Conversation。閱讀原文。