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大型强子对撞机将于2021年重新开放 启动第三次运行

LHC 大型强子对撞机 粒子加速器
发布:2021-01-13 14:35:51    

2021年应该会看到大型强子对撞机重新开放。这种巨大的粒子加速器是有史以来最大的,旨在测试粒子物理学中的领先理论。在最近三年停产后,它将很快开始其第三次运行。Rhodri Jones是CERN负责对撞机电子束的部门主管。他给了菲尔·桑松(Phil Sansom)以及特别来宾吉尔斯·杨(Giles Yeo)详细信息...

Rhodri-我们已经关闭了两年。实际上,我们即将结束两年的停工期,以升级和整合许多设备。我们经历的主要升级之一是物理实验本身,从根本上升级了探测器,以更好地检测实际来自这些碰撞的粒子。另一个重大升级是对喷射器组件的升级:我们称之为机器链,用于加速氢气瓶中的粒子,这是我们从中获取所有质子的地方,到那时速度几乎达到了光速。他们进入大型强子对撞机。然后,在大型强子对撞机本身中,经历了超导磁体的整合。因此,我们大约有12,000个大型超导磁体,

菲尔-这一切的结果是什么? 因此,一旦重新打开,您将获得什么惊人的物理学?

Rhodri-希望是当我们重新开始时-实际上可能是在2022年初,进行实际的物理学学习-然后,我们将进行LHC的第三次物理运行,预计它将持续30天。再过三年 到目前为止,我们一直在碰撞所谓的13兆电子伏特。这是非常高的能量,我们希望将其进一步推广,因为事实上LHC的标称设计是在14兆电子伏特下发生碰撞。因此这意味着两个7兆电子伏特的质子束互相撞击。如果我们设法达到这种能量,那么它将是我们在地球上使用粒子加速器所能达到的最高能量。希望通过这样做,我们可以更深入地了解物理过程。如果我们很幸运,我们可能会开始看到非常罕见的事件,与我们的预期相比有细微的变化,这可能意味着新的物理学。当然,这就是我们正在进行的许多研究的动力。

菲尔-使用大型强子对撞机的团队设法找到了希格斯玻色子,这是我认为该项目的目标之一。那么下一步是什么?您正在分析它还是在做其他工作?

Rhodri-这是两者的结合。大型强子对撞机,其主要目的之一就是查看希格斯玻色子是否在那儿。我们已经找到了。现在,我们正在做的基本上是完善希格斯玻色子的图,以便尝试真正理解它。这就是正在进行的研究,这就是为什么我们需要大量的数据才能真正看到希格斯玻色子如何相互作用以及各种不同的情况和条件。然后,就像我说的,我们尝试做的另一件事是真正地研究新事物或不同事物,并且这是并行进行的。因此,我们正在寻找与这种能量所期望的物理状态是否存在细微的差异,或者是否正在发生罕见的事件,需要大量数据的情况,突然之间,我们会看到完全出乎意料的事情。当然,这是另一件事,它将表明那里有东西。我们目前还不了解所有情况。我认为我们已经有了这个粒子物理学的标准模型,该模型可以非常非常好地解释所有内容,但不能全部解释。

菲尔-当它第一次打开时,人们说:“哦,他们要打开一个黑洞。他们要打开一个平行的宇宙。” 人们还会问你吗?

Rhodri-他们像您一样,一次又一次地问!我认为对此的回答经常是,自然界实际上会创造出比我们使用大型强子对撞机大得多的大爆炸。我的意思是,一直在大气中,我们正在获得这些非常高能量的宇宙射线,它们的能量远比大型强子对撞机高得多。我认为大型强子对撞机的优点是我们设法将这些碰撞定位在很小的区域。因此,这意味着我们可以真正对其进行分析,这在我们不确定何时会到达或将要到达哪里时很难做到。因此,这就是我们要做的事情:我们创建了实验室本身,以使我们能够分析我们可以实际管理的区域中的高能碰撞。

吉尔斯(Giles)-我们回想了片刻的故事,中微子的运行速度比光速还快。这到底是怎么回事?

Rhodri-是的,最终归结为时机。基本上,我们是在CERN在这里创建它们的,然后将它们发送到意大利,然后您在意大利发现它们。当然,它们以光速行进,因此很难真正计时。最后,发现该实验存在问题-实际上在意大利方面-时机并没有我们想象的那么精确,而当您进行数学运算时,实际发现中微子的行进速度快于光速。但是最后,没有。爱因斯坦还在那里,一切都与光速相称。

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