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经过14年的建设和80亿美元的投入，世界上最强大的粒子加速器即将尝到其建造目的的滋味。
大型强子对撞机（LHC），在瑞士日内瓦郊外即将准备就绪，其设计目的是将质子以有史以来最高的能量碰撞在一起，以期解开宇宙的新秘密。但迄今为止，在其环形束管道中穿行的只是用来测试障碍物的乒乓球。
这种情况即将改变。本周末，欧洲核子研究组织（CERN）计划通过将低强度的质子束顺时针注入LHC，并让其在机器中移动3公里（2英里），来测试加速器的关键部件。
假设一切按计划进行，该实验室今天宣布，它将在9月10日，即该机器的正式启动日期，发送第一束光束绕行整个27公里（17英里）的管道。
本周末的测试将标志着CERN首次尝试从一系列较小的加速器向LHC注入质子（或简称“束”）。这些馈线加速器不能直接注入LHC，因为它们的管道被引导质子的笨重磁铁包围。
相反，质子以一定的角度进入LHC环。这意味着磁铁必须轻推质子才能切线进入环形束管道。这种“踢球器”磁铁，CERN直到现在才有机会对其进行测试，必须在精确的时刻开启，以轻推接近光速的光束，然后快速关闭。
CERN发言人詹姆斯·吉利斯说，如果测试成功，“我认为这个周末会有一些非常高兴的人。”他补充说，可能需要几次尝试。
然后，在接下来的几周内，CERN计划从环上的不同点注入第二个逆时针光束。LHC的设计目的是使两个相反的光束碰撞——一个顺时针方向，一个逆时针方向——每个光束的能量为7万亿电子伏特（TeV），相当于高速列车的能量。（1 TeV等于1万亿电子伏特。）
研究人员认为，当两个光束碰撞在一起产生14 TeV的能量时，可能会弹出前所未见的粒子，例如长期以来一直寻找的希格斯玻色子，它被认为是物质质量的来源。
强大的超导磁铁，通过液氦冷却至绝对零度（–459.67华氏度，或–273.15摄氏度）的1.9开尔文（3.4华氏度）之内，保持质子在轨道上并将其加速到更高的速度。CERN计划在9月10日注入的循环光束将携带LHC可能实现的最小能量，仅为0.45 TeV。该实验室计划在年底前将光束推至总共10 TeV。
工作人员仍在完成LHC八个扇区的冷却，这八个扇区由沿环的八个点定义，质子可以在这些点进入或碰撞。在本周末的测试中，研究人员将从第二个点发送光束到位于第三个点的可移动障碍物——这是唯一达到运行温度的扇区。
伊利诺伊州巴达维亚的费米国家加速器实验室（Fermilab）的物理学家彼得·利蒙说，首次启动加速器很可能会发现一些故障，他过去两年在CERN工作。
他说，当费米实验室在1983年首次将完整光束发送通过Tevatron机器时，光束在绕行6公里（4英里）的环几次后意外停止。问题：实验室中使用的一种名为Kimwipe的纸巾堵塞了管道。
类似的障碍物会将LHC的进度推迟数周。要将其移除，研究人员必须经历缓慢的过程，加热障碍物周围的磁铁（否则会被液氦冷却夹套挡住，无法进入），然后重新冷却它们。
但工程师们希望他们的预测试——使用压缩空气将乒乓球射入管道，吉利斯说——将防止这种事故。“这是一个非常简单的解决方案，但它也非常有效，”他说。“如果乒乓球出现，那么你就知道束管道是畅通的。”
利蒙同意这不太可能发生。他说，更有可能发生的是，沿着管道串起的数千个传感器中的一些出现问题，这些传感器监测光束的位置和强度，并寻找光束中细微的偏差，例如向右或向左的摆动。
以错误方式插入的电缆会切换传感器的“极性”，导致其混淆左右。“很多东西都经过测试，但没有一个是在有光束的情况下测试的，”利蒙说。
他说，如果LHC的1,200个弯曲磁铁中有任何一个稍微倾斜，光束就会向上或向下偏离环的平面。在这种情况下，CERN将调整补偿磁铁的强度，以将光束诱导回正常形状。
利蒙说，没有测试，这是不可能知道的：“最后，没有什么比光束更真实了。”