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世界頂尖的「大型強子對撞機」擬開展新計劃(圖)

 2020-05-26 07:00 桌面版 简体 打賞 3
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「大型強子對撞機」(LHC)是世界上最大的粒子加速器設施。
「大型強子對撞機」(LHC)是世界上最大的粒子加速器設施。(示意圖/圖片來源:Adobe Stock)

歐洲核子研究中心(CERN)的「大型強子對撞機」(LHC)是世界上最大的粒子加速器設施,但它處於長期停機狀態,目前正在進行大規模升級。據CERN官網報道,該機構管理層於2019年底向理事會提交的新日程表顯示,LHC將於2021年5月重啟,並一直運行到2024年底。2025年將再開啟新一輪升級,直到「高亮度LHC」於2027年閃亮登場。

大型強子對撞機(Large Hadron Collider,縮寫為LHC)是一座位於瑞士日內瓦近郊歐洲核子研究組織的對撞型粒子加速器,作為國際高能物理學研究之用。LHC是一項國際合作計劃,由全球85國中的多個大學與研究機構,逾8,000位物理學家合作興建。

LHC原計劃於2008年正式運行,但因設備故障而延遲。2009年11月23日,它進行了修復完成後的第一次試撞。2015年4月5日,經過兩年的維護與升級,LHC再度啟動,並計劃進行13TeV質子質子碰撞實驗,探索未知領域,如:尋找暗物質、分析希格斯機制、研究夸克-膠子等離子體等。

LHC是迄今為止人類建造的最大的粒子對撞機,於2012年發現了被稱為「上帝粒子」的希格斯玻色子,舉世轟動。隨後幾年裡,LHC不斷推動粒子物理向前发展。它還首次觀測到五誇克態、雙粲重子及粲誇克中的電荷宇稱破壞現象等。

為了最大程度發揮其運行潛能,CERN決定對LHC進行升級。當地時間2018年12月3日,LHC二期運行結束,進入第二次長停機階段,開啟升級計劃的安裝調試。

這一整年,科學家與工程師緊鑼密鼓地實施加速器綜合設施和各大實驗的升級,以迎接LHC三期運行。所有機器和基礎設施都將得到升級:整個粒子加速器鏈全面翻新;大量新設備正在安裝;ALICE、ATLAS、CMS和LHCb四大實驗的很多實驗組件也將被替換。

據悉,此次升級後,LHC將煥然一新,質子束團對撞能量將從13TeV(太電子伏特)躍升至14TeV,對撞能力也將有所提升。

三期運行結束後,LHC將從2025年進入第三次長停機階段。到時,工程師將安裝「高亮度LHC」所需設備,為它在2027年年底的閃亮登場做準備。

「高亮度LHC」將比LHC產生更多碰撞,預計在整個運行期間積累的數據量將比LHC多10倍。這一史無前例的大裝置將有望觀測到十分稀有的物理現象,並大大地提高測量精度。

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