歐洲大型強子對撞機即將再次啟動 _強子

【歐洲大型強子對撞機即將再次啟動】大型強子對撞機的磁體受損迫使其在2008年首次關閉
據美國《國家地理》網站報道，歐洲大型強子對撞機(LHC)項目主管表示，這臺對撞機最早將于2月25日重新投入使用，即便只能以原來一半的功率運行，它仍有可能發現素有“上帝粒子”之稱的希格斯玻色子的存在證據。

大型強子對撞機于2009年11月重啟后，便在12月創造了粒子碰撞能級的新紀錄，并按計劃在冬天關閉。科學家決定，大型強子對撞機將以原來一半的功率運行，因為設備升級需要在機器全功率運行之前完成。盡管如此，大型強子對撞機或許仍能獲得一些重大發現，甚至可能探測到額外維或有“上帝粒子”之稱的希格斯玻色子的證據。

粒子加速器利用電場將粒子輸送至極為纖細、快速運轉的光束。歐洲核子研究中心(CERN)的科學家希望，通過撞擊其中一些光束，產生類似于137億年前宇宙大爆炸發生瞬間的狀態，同時揭開其他一些科學謎團，如暗物質的性質。暗物質是我們肉眼所看不到的物質，科學家認為宇宙大部分都是由暗物質構成的。

大型強子對撞機位于日內瓦附近瑞士和法國交界地區地下100米深處、總長7英里(約合27公里)的環形隧道內，由歐洲核子研究中心負責運行。大型強子對撞機于2008年9月首次啟動，在發生電子設備故障后被迫關閉，經過一年多時間的修復，又于2009年11月重新啟動，12月，科學家便從大型強子對撞機的實驗中獲得了第一批科學數據，隨后，它便按計劃再次關閉，以節省用電開支。

在2009年12月關閉以前，大型強子對撞機成功使兩束質子流加速至1.18萬億電子伏特(TeV)的能量，接著令其相互撞擊，總共產生了 2.36萬億電子伏特的能級，從而創造了質子流對撞能級的新紀錄。科學家甚至對于本周開始的大型強子對撞機新一輪運行有更為雄心勃勃的計劃。

按照目前計劃，大型強子對撞機此次將運行至2011年底或2012年初，可能會令兩束質子流相撞后產生總計7萬億電子伏特的能量。隨后，它將再次關閉，以便科學家對超導體硬件進行升級，支持14萬億電子伏特的對撞強度，這也是大型強子對撞機最大的運行能量。

據歐洲核子研究中心粒子束運行部門負責人保羅·柯利爾(Paul Collier)介紹，2012年的休息期應該會持續一年左右的時間，不過，大型強子對撞機項目小組“仍會對此次關閉的具體安排進行研究，找到縮短關閉時間的可行之策。”美國費米國家實驗室物理學家丹-格林說，即便大型強子對撞機無法滿負荷運行，它仍能獲得許多令人激動的科學發現。

格林還是大型強子對撞機緊湊型μ介子螺旋型磁譜儀(CMS)實驗小組成員。他說：“能量增加物質。在7萬億電子伏特的能量水平下，我們將開始新的物理學探索。”格林表示，即便只使用一半的功率，大型強子對撞機仍有可能發現足以支持超對稱性理論的證據。超對稱性理論認為，我們所知的全部粒子都擁有質量更大的伙伴，只是我們尚未發現罷了。

他說，大型強子對撞機還可能揭示“反映大額外維的狀態” ，從而超出我們所知的三維概念：即一維、二維和三維。一維通常用線來表示，二維則用平面來表示，三維用立方體來表示。科學家通過弦理論預測了額外維的存在。弦理論這一概念尚未被證實，該理論認為亞原子粒子能如極小的振弦般運轉。

格林稱，大型強子對撞機即便在低功率運行下，也有可能發現希格斯玻色子的證據。物理學家認為，希格斯玻色子是宇宙物質的質量之源。柯利爾表示，這對于一臺看上去脆弱的機器來說顯然是苛求，但迄今為止，大型強子對撞機在當前的系統檢查中表現非常好。柯利爾說：“大型強子對撞機給我留下了深刻印象。它已經證明非常穩定和‘可再生’ 。”也就是說，大型強子對撞機的實驗結果可以被復制，這一點是科學方法的重要原則。

作者：孝文
來源：新浪環球地理