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欧洲大型强子对撞机实现质子束对撞 中国有贡献

来源:人民网-人民日报
2009年11月25日04:38
图为工作人员正在组装对ATLAS实验计划至关重要的内探测器。
图为工作人员正在组装对ATLAS实验计划至关重要的内探测器。

   历经14个月修复 实现质子束对撞

  欧洲大型强子对撞机再展神威

  这次进行的两个实验都有中国的贡献,比如中国制造了其中的两个探测器,并参与了有关数据研究

  本报布鲁塞尔11月24日电 (记者章念生)20日重启的欧洲大型强子对撞机23日实现首次质子束对撞。

  欧洲核子研究中心23日发表公报称,当日下午两束质子被导入对撞机四大试验中的ATLAS和CMS两个大型探测器,当地时间14时22分(北京时间23日21时22分)先在ATLAS内实现对撞,然后在CMS内对撞。当晚,质子束又先后被导入另外两个大型探测器ALICE和LHCb内,并实现对撞。

  欧洲核子研究中心专家23日表示,目前所实现的质子束对撞属于试验阶段,质子束只以4500亿电子伏特能量运行(1电子伏特能量相当于1只蚊子的飞行能量),它只及设计能力的1/14。今后10天内,将进一步观察对撞机的稳定性。如果一切进展顺利,下一步将增加质子束的密度和速度,希望在圣诞节前达到1.2万亿电子伏特能量的水平,明年1、2月达到3.5万亿电子伏特,届时即可获得初步实验结果。

  根据设计,对撞机将在高能状态下实现质子束的正面高速对撞。科学家希望以接近光速飞行的质子在发生撞击之后,能模拟宇宙大爆炸的能量,并产生新的粒子,帮助人类理解暗物质、反物质、理论上的希格斯玻色子以及其他超对称现象,从根本上加深了解宇宙本质,揭示宇宙形成之谜。

  欧洲大型强子对撞机位于日内瓦附近、瑞士和法国交界地区地下100米、总长约27公里的环形隧道内,是有史以来人类研制的功率最大的物理学设备,由总部位于日内瓦的欧洲核子研究中心负责操作,共有来自80多个国家和地区的7000多名科研人员参与了这一机器的建设。强子对撞机采用的磁铁具有超导性,能让电流通过时遭遇零阻力,使能量损失降至最低。为具超导性,磁铁必须被冷却到零下273摄氏度。为了达到这一绝对零度,对撞机利用液态氦作为制冷剂。

  去年9月10日,科学家将第一束质子导入大型强子对撞机,成功完成首次贯穿测试,成为科学界一起划时代事件。但大型强子对撞机启动9天之后,就在进行高速对撞试验前的最后一次实验中,因两块磁铁间的电连接部件被强电流通过时熔化,导致用于制冷的液态氦泄漏,机器严重受损而不得不关闭。此后的修复工作历经14个月。

  点评

  陈和生(中国科学院高能物理研究所所长)大型强子对撞代表了目前物质结构研究的最前沿,旨在研究构成物质的最小单元是什么,以及这些最小单元相互作用的规律。就研究本身而言,现在还无法预见它能给社会经济和人们生活带来何种用处。如同居里夫人100多年前研究原子核衰变时,并不知道核能可以用于发电、医疗、武器。但是,我们应当相信,搞清物质运动规律是有用的,这种基础研究会转化为生产力。

  从另一方面讲,由于欧洲大型强子对撞机这种大型装置价值百亿美元,运用了大量高技术,因此启用这种装置本身,就意味着对社会经济以及其他领域研究的推动意义。这种作用或许不是对撞研究本身的成果所直接产生,而是体现在运用这种大型装置的过程所催生的技术提高。

  中国高能物理研究所使用的正负电子对撞机,比欧洲大型强子对撞机所研究的对撞能量低,但同样具有重大科学意义。就像光谱研究中,无论研究长波长光的能量还是研究短波长光的能量,都是有意义的。在低能量研究领域,我国的研究水平领先世界,取得了很好成果。而且,欧洲大型强子对撞机这次进行的两个实验,也都有中国的贡献,比如中国制造了其中的两个探测器,并参与了有关数据研究。

责任编辑:lianzhang
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