想了解宇宙奧祕,需要知道這臺世界上最大的機器

想了解宇宙奧秘,需要知道這臺世界上最大的機器

大型強子對撞機正在進行為期兩年的“休戰”,以進行重要的升級,從而為下一階段的開創性研究提供支持。

大型強子對撞機(LHC)建於1998年至2008年,是世界上最強大的粒子加速器和最大的機器。LHC位於法國和瑞典邊境之間的地下,負責近代史上粒子物理學中一些最重要的研究。《紐約時報》最近刊登了一篇專題文章,重點介紹了該記錄保持項目的歷史,並提供了令人驚歎的大型機器虛擬旅程。

為了瞭解宇宙的一些最基本的構造元素,我們必須把宇宙中的東西粉碎成更小的碎片。LHC使用一條17英里的電磁軌道來完成這一任務,磁鐵的強度是地球磁場的10萬倍,磁鐵以每秒60萬倍的速度將粒子相互拋射。這是一項工程上的壯舉,需要12000安培的電流(典型的家用插座額定電流為15-20安培)。

大型強子對撞機內的粒子碰撞非常普遍,每秒發生4000萬次。儘管如此,很少有碰撞產生值得注意的結果,事實上這就是大型強子對撞機的運作方式。在任何粒子被髮射之前,計算機預測任何碰撞的預期結果。收集結果後,將它們與這些預測進行比較,只有那些具有意外結果的預測才會返回給研究人員,從而節省了大量的數據處理時間。這就是LHC的數據如何證實當時理論上的希格斯玻色子粒子的存在,這種粒子每100億次碰撞中只有一次出現。

接下來是什麼?

目前,工程師正在改進一系列較小的軌道,這些軌道負責在質子進入主對撞機之前加速質子。升級將在2021年完成,之後大型強子對撞機將再運行兩年,直到2024年下一次停機。接下來將安裝新的磁鐵,可以進行更激烈的碰撞。此時,該機器將被稱為高光度LHC,預計將繼續為研究工作做出貢獻,直到2035年。


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