大型強子對撞機達到初始能量里程碑

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命運多舛的大型強子對撞機 (LHC) 週一達到了其首個重大里程碑,它將其雙質子束加速到 1.18 TeV(太電子伏特)的能量,超越了費米國家加速器實驗室的 Tevatron 自 2001 年以來保持的 0.98 TeV(太電子伏特)的能量記錄,根據歐洲核子研究組織(又稱 CERN)的訊息。

LHC 的任務是幫助科學家更好地理解宇宙的起源,解釋粒子為什麼有質量,並尋找暗物質。就在 10 天前,CERN 將世界上最強大的粒子加速器從長達一年的休眠中喚醒,在此期間,科學家們修復了由電氣連線故障引起的氦洩漏。LHC 已經超過了之前的執行時間,之前的運行於 2008 年 9 月結束,當時光束開始迴圈僅九天。自那時以來,CERN 一直在維修、升級和重新除錯該機器。


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今天的成功幾乎達到了 CERN 科學家最初設定的 1.2 TeV 的能量目標。最終目標是讓 LHC 將質子加速到七 TeV 的能量,根據2008 年 2 月大眾科學關於 LHC 的特別報道,這相當於靜止質子質量所蘊含能量的 7000 倍。《大眾科學》報道稱,在最大強度下,LHC 迴圈粒子的“能量預計大致相當於 900 輛汽車以每小時 100 公里速度行駛的動能,或足以加熱近 2000 升咖啡的水”。

大眾科學報道,在 LHC 專案中工作的 5000 多名科學家、工程師和學生的目標是使 LHC 透過多個里程碑——從單束到雙束再到對撞束;從較低能量到太尺度;從較弱的測試強度到更強的強度,後者適用於以有用的速率產生資料,但更難控制。隨著 LHC 的功率提升,它有望像一臺極其強大的顯微鏡一樣工作,使研究人員能夠深入研究最短距離(小至奈米級)和有史以來探測到的最高能量的物理學。

該實驗室在新聞稿中表示,CERN 的下一個目標是提高光束強度,以提供“有意義的質子-質子碰撞率”。選擇當前強度水平作為墊腳石,以便科學家可以確保更高強度可以安全處理,並且可以保證碰撞期間實驗的穩定條件。

麻省理工學院理論物理學家弗蘭克·維爾切克去年在大眾科學的 LHC 特別報道中提到,該裝置可能會產生“物理學的黃金時代”,這與普遍的看法不謀而合。

科學家慶祝 LHC 破紀錄運轉的影像 © CERN

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