想了解宇宙奥秘,需要知道这台世界上最大的机器

想了解宇宙奥秘,需要知道这台世界上最大的机器

大型强子对撞机正在进行为期两年的“休战”,以进行重要的升级,从而为下一阶段的开创性研究提供支持。

大型强子对撞机(LHC)建于1998年至2008年,是世界上最强大的粒子加速器和最大的机器。LHC位于法国和瑞典边境之间的地下,负责近代史上粒子物理学中一些最重要的研究。《纽约时报》最近刊登了一篇专题文章,重点介绍了该记录保持项目的历史,并提供了令人惊叹的大型机器虚拟旅程。

为了了解宇宙的一些最基本的构造元素,我们必须把宇宙中的东西粉碎成更小的碎片。LHC使用一条17英里的电磁轨道来完成这一任务,磁铁的强度是地球磁场的10万倍,磁铁以每秒60万倍的速度将粒子相互抛射。这是一项工程上的壮举,需要12000安培的电流(典型的家用插座额定电流为15-20安培)。

大型强子对撞机内的粒子碰撞非常普遍,每秒发生4000万次。尽管如此,很少有碰撞产生值得注意的结果,事实上这就是大型强子对撞机的运作方式。在任何粒子被发射之前,计算机预测任何碰撞的预期结果。收集结果后,将它们与这些预测进行比较,只有那些具有意外结果的预测才会返回给研究人员,从而节省了大量的数据处理时间。这就是LHC的数据如何证实当时理论上的希格斯玻色子粒子的存在,这种粒子每100亿次碰撞中只有一次出现。

接下来是什么?

目前,工程师正在改进一系列较小的轨道,这些轨道负责在质子进入主对撞机之前加速质子。升级将在2021年完成,之后大型强子对撞机将再运行两年,直到2024年下一次停机。接下来将安装新的磁铁,可以进行更激烈的碰撞。此时,该机器将被称为高光度LHC,预计将继续为研究工作做出贡献,直到2035年。


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