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大型强子对撞机维修升级:能量级将增倍
大型强子对撞机维修升级:能量级将增倍
来源:新浪科技 | 2014/1/6 14:06:40 | 浏览:1050 | 评论:0

大型强子对撞机维修升级:能量级将增倍
对大型强子对撞机进行升级,可能将有助于科学家对我们宇宙的工作方式有更多了解

大型强子对撞机维修升级:能量级将增倍
由于这次维修工作,宇宙概念中的“超对称性”——暗物质,以及隐藏的维度可能都将无处遁形

大型强子对撞机维修升级:能量级将增倍
大型强子对撞机的图解,科学家正在这里寻找希格斯玻色子

  据国外媒体报道,大型强子对撞机将会经历一次检查,这次检查会使它的能力增加近一倍,帮助科学家揭开有关我们的宇宙的工作方式的更多秘密。它为揭开暗物质之谜、找到“超对称性”这种影响深远的宇宙概念的证据,甚至发现有助于解释引力之谜的额外的隐藏维度的迹象提供了可能性。

  到年底,这台巨型原子对撞机的离子能量将会从8万亿电子伏特,或称8 TeV,提高到14 TeV,以便进行有史以来最高能量的粒子碰撞尝试。将在2015年初继续进行的一系列新实验,会把科学家带入一个未知的物理学领域,这就是众所周知的“超出标准模型(beyond the Standard Model)”。由于技术人员和科学家对它进行升级,最近这台大型对撞机停止运行。这次升级或许还能帮助科学家揭开更多与希格斯玻色子有关的秘密,它是不同版本的上帝粒子,诺贝尔奖得主彼得-希格斯预言它的存在,正是这种粒子让其他粒子拥有质量。

  希格斯玻色子是相互作用力和基本粒子的一个设计蓝图——“标准模型”最后缺失的一环,标准模型在20世纪70年代诞生。科学家现在想走的更远——超越标准模型,进一步发展有关宇宙是如何工作的理论。英国格拉斯哥大学的托尼-道尔教授是操作大型强子对撞机的大型Atlas探测器的科研组负责人,他说:“现在的想法是,由于标准模型最后缺失的一环已经找到,现在的寻找目标将会超越该模型,主要针对超对称性。”超对称性提出,每一种物质粒子都有一个对应力,用来携带粒子。它需要不止一种,而是几种希格斯玻色子,这为大型强子对撞机的科学家提供新的追寻目标。

  道尔说:“宇宙受到超对称性驱使的确是一个至关重要的想法。眼下我们把力的载体和物质粒子单独分开。有关超对称性的证据将会改变我们对此的整体看法。这些粒子中的每一种基本上都是同一种事物,只不过一个是力,另一个是物质。我们的世界由物质和力组成,它们截然不同,但是在更高的能量级别,它们将能互换。这可能正是宇宙大爆炸后上演的一切。不过目前面临的问题是,我们能否查明这一点。”研究超对称性或许有助于最终揭开暗物质之谜,暗物质这种看不见的物质通过引力把星系“粘合”在一起,但是科学家却对它的性质一无所知。

  道尔表示,暗物质可能是由“只是呆在那儿,什么也不做”的超对称粒子组成。以更高能量操作大型强子对撞机,或许能让科学家对隐藏的额外维度有更多了解,最终也许有助于揭开与引力性质有关的未解之谜。这次升级将涉及到拆除整个Atlas,这是大型强子对撞机的6个探测器中最大的一个,它的长度超过150英尺(45.72米),高82英尺(24.99米)。道尔说:“最初我们认为,我们或许不用拆卸整个探测器,但事实证明这是不可能的。这台探测器从2008年开始失去作用,而我们有很多事情需要它去完成。我们准备把它拆开,然后再把它组装在一起。机器有很多辐射损伤,这是因为大型强子对撞机的运行强度比最初设计的高了很多。”

  其他的重要工作将在这个“环”上进行,这是一个17英里(27.36公里)长的环形地道,质子穿过它时,可在瞬间被加速到光速。这个环周围的强大磁体上的焊缝和结合点需要加固,以便承受更高电流。2020年的进一步升级,将会使大型强子对撞机的能量级保持原状,但是其探测器的灵敏度将会增加10倍。这台大型对撞机有望一直工作到2030年。

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