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三名UM科学家正在帮助升级世界上最大的粒子加速器“大型强子对撞机”

粒子加速器 强子对撞机 CERN
发布:2020-10-13 11:40:56    

三名UM科学家正在帮助升级世界上最大的粒子加速器“大型强子对撞机”。图为对撞机的ATLAS探测器

密歇根大学的三名物理学家正在帮助升级世界上最大的粒子加速器。国家科学基金会提供了710万美元的赠款,使该项目得以实现。

大型强子对撞机由欧洲核研究组织CERN运营。欧洲核子研究中心和大型强子对撞机均位于瑞士日内瓦附近的法瑞边界。

研究人员将在该设施上对ATLAS探测器的高发光度进行升级,最终提供更激烈的质子-质子碰撞以及检测碰撞结果所需的计算升级。

其中一名研究人员汤姆·史瓦兹(Tom Schwarz)说:“对撞机将在一秒钟内产生十亿次碰撞。” “要检测这些碰撞,您必须拥有真正能够在对撞机内部恶劣的辐射条件下生存的高速电子设备,以及非常精确的检测器,以检测和测量在这些混乱的相互作用中产生的大量粒子。”

该小组正在升级ATLAS探测器的一部分,该探测器称为μ子光谱仪。介子是类似于电子的粒子,但重约200倍。它是许多稀有物理学过程的重要衰变产物,包括那些涉及希格斯玻色子的过程,希格斯玻色子先前是在欧洲核子研究中心发现的,能够赋予物体质量。ATLAS是大型强子对撞机的体积检测器。

三位科学家中的另一位科学家Schwarz和Zhujunjie正在构建两个独立的耐辐射高速电子元件,以读取μ子检测信号。第三位研究员周兵领导了新型精密探测器的构建,该探测器用于跟踪在高能碰撞中产生的介子。

大型强子对撞机使用超导电磁体来加速质子绕17英里的轨道,并以很高的能级将它们粉碎在一起。碰撞使它们破裂,使研究人员可以记录它们如何破裂以及零件是什么。

以这些能量碰撞的质子使科学家能够在大爆炸之后立即重现宇宙的条件。通过研究碰撞,大型强子对撞机的科学家希望回答有关宇宙的基本问题:为什么粒子具有质量?为什么有比反物质更多的东西?暗物质的本质是什么?

随着科学家增加碰撞的强度,需要升级检测和记录碰撞所需的设备,以抵抗所产生的辐射并具有足够的精度以捕获更快,更强烈的碰撞结果。

这三位物理学家参与了ATLAS实验中的领导角色。Schwarz领导着美国高光度大强子对撞机对ATLAS介子光谱仪的升级,这是一项由美国国家科学基金会(National Science Foundation)资助的2000万美元的研究,该基金会包括五个美国机构。

Zhou领导着美国精密μ子探测器系统的运营计划,Zhu领导了ATLAS范围内的高精度μ子探测器系统前端电子设备的高光度-大强子对撞机升级。

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