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世界最强大的粒子加速器——大型强子对撞机——正接近其期待已久的重启。 在欧洲对撞机的首次启动因电气连接故障导致的氦泄漏而被中止一年多后,粒子束已被注入对撞机(即LHC),并可能在未来几小时内完全引导通过其环形隧道。
运营LHC的欧洲粒子物理实验室CERN的发言人詹姆斯·吉利斯星期五说:“我们希望LHC在夜间能有束流。” “因此,一切顺利的话,我们明天早上醒来时就会有循环束流。” 根据CERN的Twitter feed消息,截至美国东部标准时间星期五下午3:30,一束束流已顺时针方向完成隧道的一整圈,逆时针束流仍在进行中。
今年秋天,质子束已在日内瓦附近通过对撞机27公里地下周长的部分段落运行测试,但像现在这样让整个对撞机环全面运转将是对机器坚固性更真实的考验。 2008年9月,在束流循环仅仅九天后,LHC就经历了其严重的故障。 自那时以来,LHC的管理人员一直在处理氦泄漏的后果,费力地修理、升级和重新调试机器,使其恢复正常工作,并试图防止再次发生类似事件。
如果一切按计划进行,LHC的运营商可能会很快用这台机器取得新的突破。 吉利斯说:“我们去年没有做的一件事是使用LHC作为粒子加速器。” “去年,我们在发生故障之前注入了束流并循环了束流,但我们没有加速它们。 因此,一旦我们有了循环束流,我们将开始测试LHC的加速系统。”
尽管LHC的设计目的是将质子加速到惊人的七万亿电子伏特(TeV),但CERN长期以来表示,它计划随着时间的推移逐步提高机器的能量。 加速束流的初始目标将是1.2 TeV,这将超过目前粒子加速器中的佼佼者——位于伊利诺伊州巴达维亚的费米国家加速器实验室的Tevatron对撞机。
吉利斯说,通过将顺时针粒子束引导到逆时针粒子束中实现的粒子碰撞是“在我们可以真正说LHC启动并运行之前必须证明的另一项能力”。 他说,首次碰撞将使用1.2 TeV束流还是降低的能量进行尚未决定。 吉利斯补充说:“无论哪种方式,我们今年进行的任何碰撞实际上都是校准工作。 如果您愿意,这不是新的物理学。 真正的物理研究计划要到一月份才开始。”
LHC可能带来的诱人发现包括希格斯玻色子(它赋予其他粒子质量)以及可能的暗物质识别(一种被认为弥漫宇宙但尚未被直接观察到的隐形物质)。
不管有没有新的物理学,仅仅是让机器运转起来的前景就足以在CERN引起兴奋,在那里,为了期待LHC的到来,已经花费了多年时间和数十亿美元。 吉利斯说:“我必须说,这个地方充满了兴奋。” “已经很久了。”