欧洲大型粒子对撞机

子武

欧洲大型粒子对撞机最近又重新运转啦,真是振奋人心呐,有持续关注它的人吗?有知道更多信息的吗?及时回帖共享呐.

因爱斯坦

我现在就还没消息 不知道他们在搞什么

湖心收锋

大型强子对撞机（LHC）是一个国际合作的计划，最初构想从1980年首度出现，1994年开始设计建造。它由欧洲20个国家联手发起，来自80多个国家和地区的约7000名科学家和工程师参与了建设，总投资达60亿至100亿美元。作为观察国的中国参与了4个大试验的设备建造，中国科学院高能物理研究所、北京大学、清华大学、中国原子能科学研究院、中国科技大学、南京大学、山东大学、华中师范大学和华中科技大学等科研院所和高校的科研人员参加了部分实验。中国科学家可以平等地享用对撞试验产生的100%的数据。

1999年以来，中国组(中科院高能所和北京大学等高校和科研机构的科学家)承担起LHC上两个最关键的实验探测装置之一CMS端部和桶部部分u探测器阴极室和阻性板室的研制任务,目前中国组已圆满完成该任务的研究、制造、测试、安装任务,并投入到LHC试验中。

　　欧洲大型强子对撞机是目前世界最大的粒子加速器，它建于瑞士和法国边境地区地下100米深处的环形隧道中，隧道全长26.659公里。隧道本身直径三米，位于同一平面上，并贯穿瑞士与法国边境，主要的部份大半位于法国，走完全程要花４个多小时。你可以将百慕大、摩纳哥和４个梵蒂冈塞进它所占的区域内。隧道内将维持在-271℃的极低温。这一温度将会出现超导现象，使得粒子在管道中几乎不受任何阻力，以至接近光速。对撞机从2003年开始建造，整个工程耗去54.6亿美元。

在一项长达10小时的实验中，粒子束的运行距离可能超过100亿公里(60亿英里)，足以在地球与海王星之间做个往返。在达到最大强度时，每一个粒子束拥有的能量相当于一辆以每小时1600公里(1000英里)行进的汽车。大型强子对撞机将消耗120兆瓦电量，相当于日内瓦所有家庭的用电量。

　　科学家希望，能够在对撞机前所未有的对撞能量帮助下，制造“迷你版”宇宙大爆炸之后的瞬间状况，探秘“希格斯玻色子”(Higgs boson)，“暗物质”，“暗能量”等其他未解之谜。希格斯玻色子以英国物理学家彼得·希格斯名字命名，他在44年前提出，希格斯玻色子是物质的质量之源以及电子和夸克等形成质量的基础，这种粒子给其他粒子赋予了质量，但它一直未被发现。

这台吸引了全世界物理学家目光的“巨无霸”原计划于8月份开动，但由于北京奥运会的热度，所有的电视频道都被占用，而LHC的科学家希望能够向全世界进行现场直播启动仪式，以展现现代物理学对当代社会的重要作用，因此推迟到了今天。

欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机项目主任林恩•埃万斯发布了启动命令，当质子束抵达对撞机第八段隧道的终点时，计算机屏幕上亮起两个白点，说明质子完成了大型强子对撞机整个长度的旅程。此时的项目负责人埃文斯(Lyn Evans)只说了一句话——“到了。”数百名科学家打开香槟庆祝首次运行成功。

在此次测试中，粒子束的运行方向是顺时针的，CERN还计划进行逆时针运行的测试。如果接下来几周对设备及系统运行状况的测试和评估一切正常，那么在10月中下旬，顺时针和逆时针运行的两个粒子束将进行首次对撞试验。如果一切顺利，LHC将在年底前实现两束各达5万亿电子伏特能量的质子束对撞，此能量将是以前世界纪录的5倍。按计划，质子束流明年夏天将达到7万亿电子伏特的设计能量。

大型强子对撞机位于瑞士、法国边境地下100米深的环形隧道中，隧道全长达27公里

电脑绘制的欧洲大型强子对撞机整体结构图
　　
它有什么用途？
　　大型强子对撞机将两束质子分别加速到7TeV（7万亿电子伏特）的极高能量状态，并使之对撞。其能量状态可与宇宙大爆炸后不久的状态相比。粒子物理学家将利用质子碰撞后的产物探索物理现象，例如，寻找标准模型预言的希格斯粒子、探索超对称、额外维等超出标准模型的新物理。
它为什么这么大？
　　事实上，你应该问为什么它这么小。答案是为了节省成本。物理学家们没有开凿一条昂贵的新隧道来容纳新的对撞机，而是决定拆掉原来安置在欧洲原子核研究中心的正负电子加速器，代之以建造大型强子对撞机所需要的５万吨设备。当两个质子束在环形隧道中沿着反方向运动的时候，强大的电场使它们的能量急剧增加。这些粒子每运行一圈，就会获得更多的能量。要保持如此高能量的质子束继续运行需要非常强大的磁场。这么强的磁场是由冷却到接近绝对零度的超导电磁体产生的。
谁在为它工作？
　　来自大约80个国家的7000多名科学家和工程师。
意义：世界上规模最大的科学计划，将带来重大物理学发现的一个新黄金时代 ；
目的：揭示宇宙起源，寻找上帝粒子希格斯玻色子；
工作原理：将高度活跃的质子以超快速度撞击到一起，上演微缩版的“宇宙大爆炸” ；
地点：位于瑞士、法国边境地下100米深的环形隧道中，隧道全长26.659公里 ；
耗资：超过100亿美元


大型强子对撞机隧道内的冷磁体
工作原理：
大型强子对撞机主要由一个27公里长的超导磁体环和许多促使粒子能沿着特定方向传播的加速结构组成。
大型强子对撞机磁体高16米，长、宽均有10多米，重达1920吨。工程技术人员专门建造了一个巨型吊架，用4根粗钢缆吊住这个磁体，借助液压顶泵将磁体缓慢放入隧道。它长达27公里的环形隧道可被用来加速粒子，使其相撞，创造出与宇宙大爆炸万亿分之一秒时类似的状态。在高能物理实验中，粒子加速器和探测器是常用设备。探测器用来探测碰撞产生的微小粒子，记录粒子能量、质量等信息。强子对撞机上共有4个对撞点，各装有一个探测器，其中一个为CMS(紧凑型μ介子螺线管)探测器。
　　在这个加速器里面，2束高能粒子流在彼此相撞之前，以接近光速的速度向前传播。这两束粒子流分别通过不同光束管，向相反方向传播，这两根管子都处于超高真空状态。一个强磁场促使它们围绕那个加速环运行，这个强磁场是利用超导电磁石获得的。这些超导电磁石是利用特殊电缆线制成的，它们在超导状态下进行操作，有效传导电流，没有电阻消耗或能量损失。要达到这种结果，大约需要将磁体冷却到零下271摄氏度，这个温度比外太空的温度还低。由于这个原因，大部分加速器都与一个液态氦分流系统和其他设备相连，这个液态氦分流系统是用来冷却磁体的。
　　大型强子对撞机利用数千个种类不同，型号各异的磁体，给该加速器周围的粒子束指引方向。这些磁体中包括15米长的1232双极磁体和392四极磁体，1232 双极磁体被用来弯曲粒子束，392四极磁体每个都有5到7米长，它们被用来集中粒子流。在碰撞之前，大型强子对撞机利用另一种类型的磁体“挤压”粒子，让它们彼此靠的更近，以增加它们成功相撞的机会。这些粒子非常小，让它们相撞，就如同让从相距10公里的两地发射出来的两根针相撞一样。
　　这个加速器、它的仪器和技术方面的基础设施的操作器，都安装在欧洲粒子物理研究所控制中心的同一座建筑内。在这里，大型强子对撞机内的粒子流将在加速器环周围的4个区域相撞，这4个区域与粒子探测器的位置相对应。

工作人员正在对大型强子对撞机隧道内的磁体阵列进行检查。每个磁体都处在恰当位置非常重要，因为这样才能对光束的路径进行精确控制。

将这个跟踪器插入压缩介子线圈探测器的心脏部位。

欧洲大型强子对撞机之最
世界上最大的机器
　　大型强子对撞机的精确周长是2.6659万米，内部总共有9300个磁体。不仅大型强子对撞机是世界上最大的粒子加速器，而且仅它的制冷分配系统(cryogenic distribution system)的八分之一，就称得上是世界上最大的制冷机。制冷分配系统在充满近60吨液态氦，将所有磁体都冷却到零下271.3摄氏度(1.9开氏度)前，它将先利用1.008万吨液态氮将这些磁体的温度降低到零下193.2摄氏度。
世界上最快的跑道
　　功率达到最大时，数万亿个质子将在大型强子对撞机周围的加速器环内以每秒1.1245万次的频率急速穿行，它们的速度是光速的99.99%。两束质子光束分别以70亿电子伏特的最大功率相向而行，在功率达到140亿电子伏特时发生碰撞。每秒总共能发生大约6亿次撞击。
太阳系中的最空的空间
　　为了避免加速器中的粒子束与空气分子相撞，这些粒子束在像行星间的空间一样空荡的超真空环境中穿行。大型强子对撞机的内压是10-13个大气压，比月球上的压力小10倍。
银河系中最热的热点但比外太空要冷
　　大型强子对撞机是一个极热和极冷的机器。当两束质子束相撞时，它们将在一个极小的空间内产生比太阳中心热10万倍的高温。与之相比，促使超流体氦在加速器环周围循环的制冷分配系统，让大型强子对撞机保持在零下271.3摄氏度(1.9开氏度)的超低温环境下，这个温度比外太空的温度还低。
有史以来最大最先进的探测器
　　为了抽样检查和记录每秒多达6亿次的质子相撞结果，物理学家和工程师已经制造了测量粒子的精确度是微米的庞大仪器。大型强子对撞机的探测器拥有先进的电子触发系统，它测量粒子经过时所用时间的精确度，大约是十亿分之一秒。这个触发系统在确定粒子的位置时，精确度可达百万分之一米。这种令人难以置信的快速和精确反应，是确保一个探测器连续层内记录的粒子保持一致的基础。
世界最强大的超级计算机系统
　　记录大型强子对撞机进行的每项大试验的数据，每年大约足够刻10亿张双面DVD光盘。据估计，大型强子对撞机的寿命是15年。为了让世界各地的数千名科学家在未来15年内通力合作，分析这些数据，分布在世界各地的好几万台电脑将利用一种被称作网格的分散式计算网(distributed computing network)实施研究工作。数据将被传送到可为大量数据提供充足储存空间的一系列大型计算机中心，这些计算机中心一天二十四小时不停地为大型强子对撞机计算网格提供服务。

与LHC有关的三大科学巨头
霍金——“撞出黑洞我就能得诺贝尔奖”
有些科学家为了使用大型强子对撞机等待了20年。
　　英国《泰晤士报》网站9月9日发表文章，题目是“霍金用50英镑就世界、宇宙和上帝粒子打赌”，摘要如下。
　　当世界上最大的原子粉碎机开始进行粒子撞击的时候，有一种可能性是，它会产生一个微型黑洞。如果这种微型黑洞出现，地球不会如某些杞人忧天者所说的那样被摧毁———但它会为斯蒂芬·霍金教授赢得诺贝尔奖。
　　就在科学家们为明天上午大型强子对撞机(LHC)的启动做最后准备之际，霍金这位最著名的物理学家说，如果这台对撞机制造出一个黑洞，从而证实了他自己的理论，毫无疑问他会获得诺贝尔奖。但这位剑桥大学的数学系教授对这样的胜利并不抱有希望。他计算得出，LHC对撞机形成黑洞的几率还不到1%。他说：“我认为，LHC产生足够的能量以形成黑洞的可能性低于1%。因此我并未屏息期待。”事实上，LHC让霍金输掉他同密歇根大学教授戈迪·凯恩的打赌的可能性要大得多。他们赌的是希格斯玻色子是否存在。霍金不相信真的存在这种所谓的“上帝粒子”———让物质具有质量的粒子，而凯恩则认为，人们很快就会找到它。2000年霍金用100美元与凯恩打了这个赌。
　　如果希格斯玻色子确实存在，LHC几乎肯定能找到它。霍金说：“LH C会让我们研究粒子相互作用时所需的能量水平再增加1/4。根据目前的理论，这应该足以发现希格斯玻色子，这种让其他所有粒子具有质量的粒子。我认为如果没有找到希格斯粒子会更加令人兴奋。这将表明有些地方出错了，我们需要重新思考。我赌了100美元，赌我们找不到希格斯粒子。” 如果希格斯玻色子找到了，那么该理论的提出者———爱丁堡大学的彼得·希格斯教授和两位不知名的比利时物理学家弗朗索瓦·恩格勒特和罗伯特·布鲁———几乎肯定会因此而荣获诺贝尔奖。
　　霍金关于自己可能获得诺贝尔奖的说法是根据另一项物理学理论：他在1974年提出黑洞会发出辐射，尽管它们的引力极强。这一想法最初受到广泛质疑，但“霍金辐射”现在已被普遍接受，尽管像希格斯玻色子一样，也没有直接证据表明其真实存在。
　　LHC对撞机有可能产生迅速衰变的微型黑洞，就像霍金设想的那样。但人们不确定加速器能否获得黑洞形成所需的巨大能量。然而即使黑洞形成了，也不会构成威胁，因为证明它们有生成可能性的数学运算同时还决定了它们会立即衰变。
　　霍金说：“如果LHC中的粒子对撞制造出了一个微型黑洞———当然这是不太可能出现的，这个黑洞也会消散殆尽，产生独特的粒子模式。在地球大气层中，像这样的或更大能量级别的对撞每天要发生数百万次，也没有造成任何恶果。”

埃文斯——LHC缔造者从小爱玩爆破
　　一手策划这个大型实验林恩·埃文斯博士是英国威尔士一名矿工的儿子，从小就喜欢爆炸。这位63岁的物理学家日前透露，他小时候曾在住宅里用化学装置制造过规模较小的爆炸，这激发了他对科学的热情。他对物理学的兴趣在上男子小学的时候变浓了，当时的物理课还有一种另外的吸引力，因为附近的一所学校没有物理老师，所以该校的女生会坐巴士来他们学校上物理课。

希格斯——“上帝粒子”之父期待80岁寿礼
　　英国科学家希格斯于1964年首先提出“上帝粒子”(希格斯玻色子)的概念，以此解释为何物质有质量，以及为何这些能凝聚成星体。希格斯即将迎来80岁生日，今年他在参观大型强子对撞机后感慨道：这一机器让他找到信心，“几乎可以确定，不久就可以发现希格斯玻色子”。

湖心收锋

我本人严重怀疑希格斯子的存在，在研究结果还没有出来之前，希望大家及时在这里汇总一下有关对撞机的最新实验结果（人多力量大嘛）。当然大家也可以表达自己的观点