磁铁故障可能使大型强子对撞机的启动复杂化

维修可能妨碍粒子加速器开始处理希格斯玻色子之前的试运行

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正在建造世界下一个顶级粒子加速器——大型强子对撞机(LHC),它横跨法国和瑞士边境——的研究人员可能在机器正式启动之前没有机会解决故障。

欧洲核子研究组织(CERN)的LHC项目负责人林恩·埃文斯表示,实验仍按计划于明年三月开始寻找长期以来人们一直寻求的希格斯玻色子。但他表示,对加速器周围16个超导磁体的关键升级可能会阻止原定于今年12月进行的全面试运行,这意味着研究人员将不得不在运行中排除故障。在这种情况下,“如果我们有任何问题,我们将不得不停下来修复它们,”他说。

烦人吗? 很可能,尤其是考虑到在寻找难以捉摸的希格斯玻色子方面的潜在竞争。


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本月早些时候,16个LHC磁体中的一个在高压测试中发生爆炸故障,导致欧洲核子研究中心和费米国家加速器实验室(Fermilab)——位于伊利诺伊州巴达维亚,建造磁体的实验室——的工程师们争先恐后地计划修复。

费米实验室发言人朱迪·杰克逊表示,本周,在评估了费米实验室的两项提案后,欧洲核子研究中心选择焊接活塞状、铝制外壳的杆,这些杆由坚硬的金属合金组成,以固定每个八吨重的磁体在其外壳中。

埃文斯说,欧洲核子研究中心将在几周内确定是否必须缩减LHC试运行,届时工程师将建造升级磁体的原型。 他说,维修工作相对简单,但必须挤入实验室紧张的日程安排中。

为了改造磁体,工程师将不得不将其八个加速器段中的一个或两个从目前的1.9开尔文升温,安装杆,然后再次冷却这些段。 每次升温或冷却可能需要数周时间。

埃文斯说,弥补损失的时间“看起来非常困难”。 “也许它会比我们想象的要快,但我会感到惊讶。”

在磁铁故障之前,LHC已经比计划晚了五个星期,这让人担心,世界即将成为第二大粒子加速器的费米实验室的Tevatron可能会抢先一步。

北伊利诺伊大学迪卡尔布分校的粒子物理学家杰拉尔德·布拉泽说,Tevatron 有可能探测到希格斯玻色子。布拉泽是 Tevatron 的 DZero 实验的成员,该实验在质子和反质子的碰撞中寻找希格斯玻色子的迹象。

布拉泽说,彻底的搜索将需要机器运行到 2009 年,那时 LHC 计划启动——无论是否受到故障困扰。“我永远不会说 Tevatron [肯定]会在 LHC 之前发现希格斯玻色子。” 但这是有可能的。

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