在世界最大的粒子加速器本应在为期两年的停机后重新开始循环质子的前几天,它发生了短路故障。大型强子对撞机(LHC)背后的团队目前正在评估其方案,以确定该问题是否会导致几天或几个月的延迟。
“3月21日,机器的一个磁体电路中发现了一个间歇性接地短路,目前正在调查中,”位于瑞士日内瓦附近的欧洲粒子物理实验室欧洲核子研究中心于3月24日发表声明称,该实验室是LHC的所在地。
怀疑是短路故障是由一块碎片引起的,短路故障中断了加速器其中一个磁体的电源供应。“一个小的金属物体位于我们称之为二极管盒的地方,”领导LHC最初设计和建造的加速器物理学家林恩·埃文斯解释说。
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LHC的核心有两个束管,质子在其中循环。二极管盒是环绕这些管道的复杂电子系统的一部分。
不可避免的碎片
该加速器在2012年取得了里程碑式的希格斯玻色子发现,并于2013年关闭进行升级。为了提高对撞机的能量,改进计划涉及大量的切割和焊接,埃文斯说。“电路中不可避免地会有少量金属碎片。”
他补充说,在LHC首次运行时也发生过类似的问题,通常可以在不造成重大延误的情况下解决。
他说,在最好的情况下,加速器团队将能够通过用高压氦气冲洗来清除金属碎片。这将需要将流经15米长超导磁体模块内部的液氦升温,二极管盒就在该模块中,但仅比其1.9开尔文的工作温度高几度。
他说,如果这种“清除”不起作用,团队可能需要打开模块。这将需要将27公里环的整个扇区暂时升温至室温——这将导致更长的延迟。“如果我们必须将整个扇区升温,那将需要几个月,”埃文斯说。欧洲核子研究中心的工作人员也在对磁体进行X射线检查,以精确诊断问题。
短路故障与2008年LHC首次启动时导致磁体爆炸的故障无法相提并论。埃文斯说,在后一种情况下,磁体已经开启,但在这种情况下,故障阻止了磁体开启。“你甚至无法将电流输入到有接地故障的磁体中。”
埃文斯现在是直线对撞机合作组织的主任,该组织正在规划下一代对撞机,但他表示,他仍然随时可以为LHC提供建议。
本文经许可转载,并于2015年3月25日首次发表。