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“就是今天！”歐洲核子研究中心(歐核中心，CERN)的物理學(xué)家、相關(guān)部門(mén)負責人博爾德里（Frédérick Bordry）昨天在瑞士調控中心發(fā)出這樣一條推特，在經(jīng)歷兩年停機維護、加固升級及數月重啟準備后，世界最大的粒子加速器——歐洲大型強子對撞機（LHC）當天正式開(kāi)啟第二階段運行，物理學(xué)家們又開(kāi)始新一輪的尋找神秘粒子之旅。 歐洲大型強子對撞機是目前全球最大、能量最高的粒子加速器，它通過(guò)埋入地下100米深、總長(cháng)27公里的超導磁鐵加速并碰撞粒子，可在微觀(guān)尺度上還原宇宙大爆炸后的宇宙初期形態(tài)，幫助科學(xué)家研究宇宙起源并尋找新粒子。 重啟比原計劃晚了一周，因為對撞機磁路在3月21日出現了故障。 歐核中心在公報中說(shuō)，歐洲大型強子對撞機于當地時(shí)間5日上午10時(shí)41分發(fā)射出第一束質(zhì)子束流，另一束相反方向的質(zhì)子束流于5日中午12時(shí)27分發(fā)射，兩束質(zhì)子束流循環(huán)的注入能量為0.45萬(wàn)億電子伏特。
CERN的相關(guān)部門(mén)負責人博爾德里（Frédérick Bordry）
世界最大粒子加速器歐洲大型強子對撞機（LHC） 質(zhì)子束流在總長(cháng)27公里的環(huán)狀隧道內，以接近光速的速度進(jìn)行對撞。物理學(xué)家們在對撞過(guò)程中尋找未知的神秘粒子。據信，這些粒子在大爆炸后的宇宙形成過(guò)程中扮演了重要角色。 按規劃，歐洲大型強子對撞機第二階段運行可實(shí)現每個(gè)質(zhì)子束流產(chǎn)生6.5萬(wàn)億電子伏特的能量，進(jìn)而在今夏實(shí)現以創(chuàng )紀錄的13萬(wàn)億電子伏特的質(zhì)子束流總能量進(jìn)行對撞實(shí)驗。公報說(shuō)，未來(lái)數天科研人員將會(huì )在檢查各系統狀況后逐步提升質(zhì)子束能量。 公報說(shuō)，在對撞機停機期間，歐核中心強化了對撞機的1萬(wàn)個(gè)超導磁鐵連接點(diǎn)，安裝了超導磁鐵保護系統，同時(shí)改進(jìn)增強了制冷、真空及電子系統。隨著(zhù)今夏將以13萬(wàn)億電子伏特的質(zhì)子束流總能量運行，歐洲大型強子對撞機實(shí)驗將探索希格斯玻色子機制、暗物質(zhì)、反物質(zhì)等更多未知領(lǐng)域。 歐洲大型強子對撞機于2008年9月建成運行，首階段運行于2012年末結束。該階段的兩個(gè)強子對撞實(shí)驗項目ATLAS和CMS均證實(shí)了“上帝粒子”希格斯玻色子的存在，理論上認為希格斯波色子是構成宇宙的最基本組成部件之一，解釋了為何其它粒子會(huì )擁有質(zhì)量。 根據這一理論，在宇宙大爆炸后，希格斯場(chǎng)和與之對應的粒子——希格斯玻色子一同形成。而希格斯場(chǎng)，這種看不見(jiàn)的力賦予了其他基本粒子質(zhì)量的屬性。 研究者們想要借此揭開(kāi)有關(guān)宇宙基本組成的更多迷題，他們希望能在未來(lái)幾年首次獲得暗物質(zhì)存在及其組成的實(shí)際證據。 德國電子同步加速器研究所（DESY）所長(cháng)姆尼克（Joachim Mnich）表示，"大型強子對撞機以更高的能量重啟，給予了進(jìn)入新未知領(lǐng)域和發(fā)現新物理現象的機會(huì )，比如證明暗物質(zhì)的存在"。 目前DESY的150名工作人員參與了歐洲粒子物理研究所的實(shí)驗項目，而世界范圍內有上萬(wàn)名科學(xué)家參與了該實(shí)驗。
世界最大粒子加速器歐洲大型強子對撞機（LHC） 中國粒子物理學(xué)迎頭趕上 Majorana（馬約拉納）和Gerda（鍺探測列陣）其實(shí)都是女子名，它們指的是兩個(gè)歐、美聯(lián)合項目。這兩個(gè)項目都在“搜尋反中微子”（確認中微子是否就是自己的反粒子，可發(fā)生“無(wú)中微子雙β衰變”）——在物理學(xué)中，目前尚未發(fā)現任何支持反中微子存在的證據。但是如果得到證實(shí)，可以將科學(xué)的發(fā)展向前推進(jìn)數十年。因為這可以解釋宇宙中暗物質(zhì)的組成，從而揭開(kāi)自然科學(xué)史上的一大迷題。 盡管歷經(jīng)多年，無(wú)論馬約拉納研究還是鍺探測列陣研究都沒(méi)拿出有力的結果。德國之聲去年曾在一篇評論中稱(chēng)，不過(guò)在中國人還沒(méi)有加入這一研究前，這不算太糟糕。然而現在，中國人不但加入而且似乎超過(guò)了西方——至少他們已經(jīng)為此創(chuàng )造了最好的條件。 梅東明是建造反中微子探測器最有聲望的專(zhuān)家之一，本已在美國工作多年。然而當聽(tīng)說(shuō)自己的祖國也開(kāi)始進(jìn)行這項研究后，他回國了。誰(shuí)能為此責怪他呢？他的美國同事此前做夢(mèng)也沒(méi)想到，中國有一天會(huì )成為比美國更吸引人的研究地。 要想證明反中微子的存在，還需要另一種極難提取的物質(zhì)——鍺。梅東明這些研究人員用高純度鍺制造的探測器要追蹤反中微子，還需要一個(gè)特別的環(huán)境。這個(gè)環(huán)境不僅需要最先進(jìn)的電子設備，也需要極度純凈的技術(shù)，光是實(shí)驗人員身上的微塵粒就能導致結果有誤。在這些問(wèn)題上，中國人需要幫助。 更重要的是這樣的實(shí)驗必須完全避過(guò)各種宇宙輻射，因此搜尋反中微粒子的實(shí)驗室必須建在地下深處。所有這些，人們都一直沒(méi)想到中國人能做到。然而如今，他們在四川省的深山區開(kāi)始挖建世界最深的實(shí)驗室（中國錦屏地下實(shí)驗室——觀(guān)察者網(wǎng)注，由清華大學(xué)與雅礱江流域水電開(kāi)發(fā)有限公司共建）。其中的一廳已經(jīng)建成，剩余的七廳預計在2018年前完工。最晚到那個(gè)時(shí)候，中國人就將擁有比意大利中部的、領(lǐng)先世界的大薩索山實(shí)驗室更先進(jìn)的地下實(shí)驗室。大薩索山地下實(shí)驗室現在整體陷入停滯：西方研究人員很難找到用于修建微子探測器的5億歐元，因此他們羨慕地望著(zhù)東方——在那里，錢(qián)不是問(wèn)題。 這個(gè)東方實(shí)驗室在一定程度上，算是雅礱江八萬(wàn)人施工的世界最大圍堰的副產(chǎn)品。相比之下，大薩索山的歐洲地下實(shí)驗室看上去像是間游戲室。針對微子物理學(xué)家擔憂(yōu)的宇宙射線(xiàn)，在四川山下要比在大薩索山下弱200倍。四川實(shí)驗室還將前所未有得裝備一個(gè)由1000公斤高純度鍺制造的探測器——這至少耗資5億歐元。中國已經(jīng)是一個(gè)高科技國家，而且正在成為一個(gè)航天大國。如今，中國也要在最頂尖的基本粒子物理學(xué)中立足。 歐洲人，其中也包括慕尼黑馬克斯·普朗克物理研究所的研究人員，已被野心勃勃的中國人所吸引，以至于他們新近一致決定和中國人合作——而且是在中國人的領(lǐng)導下。而美國人則更持懷疑態(tài)度，他們最多愿意充當顧問(wèn)。對于這項研究而言，更好的當然是大家一起搜尋。然而這對于正處于上升和下降中的大國代表們來(lái)說(shuō)很難。歐洲和美國合作的非常不錯，而這也體現了在一個(gè)多元化的世界秩序下，應該共同解決世界大問(wèn)題，而這就要求每位參與者都學(xué)著(zhù)退一步。獎勵將是一個(gè)由美、歐、中研究者共同獲得的諾貝爾物理獎以及一個(gè)政治上的巨大進(jìn)步。 |
| 學(xué)習一下 |
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