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大型强子对撞机(LHC)时代的来临

已有 8439 次阅读 2008-8-28 01:00 |个人分类:科普

对于位于日内瓦瑞士-法国边境上的LHC, 2008年8月8日和8月22日是两个里程碑式的日子: 经过十几年的安装建造和半年多的机器调试, 埋藏在日内瓦湖畔100多米深处的大型强子对撞机(LHC)上所有超导磁铁成功地降温到绝对1.9K。8月8日第一束质子束团被注入到长达27公里的LHC真空束流管内, 质子束团在顺时针方向跑了近3公里; 8月22日成功注入另一质子束团, 在反时针方向飞行近3公里。同时，质子束团撞击到预先设置的挡板上，LHCb探测器记录下历史上第一个物理事例。这标志着LHC的近1400块脉冲磁铁可以在纳秒量级精确同步运行, 他们确信2008年9月10日LHC可以按时开机运行, 到今年底预计束流能力能量可以达到5TeV, 而设计的能量是7TeV(质心能量为14TeV)。

在LHC上将有4个高能物理探测实验运行，即ATLAS、CMS、 LHCb和ALICE。ATLAS是“A Toroidal LHC ApparatuS”的缩写，CMS是“Compact Muon Solebnoid”的缩写。ATLAS和CMS是大型强子对撞机的主要探测器，用来探测Higgs粒子和可能存在的新粒子。 LHCb是“The Large Hadron Collider beauty experiment”的缩写，用来测量B介子的产生和衰变的，进而寻找电荷+宇称不守恒。ALICE是“A Large Ion Collider Experiment”的缩写，是重离子碰撞实验，寻找碰撞后形成的夸克胶子等离子流体。LHC的最重要的物理目标之一是寻找所谓的“Higgs粒子”，这种基本粒子可以揭示所有粒子质量的起源。第二个重要物理是探测新的相互作用和新的粒子，其中包括supersymmetry and extra dimensions等。最终人们希望LHC能解决与质量起源有关的所谓“hierarchy problem”，这是粒子物理学的基本问题。LHC的成功运行将打开整个物理学新篇章，是整个物学史上的里程碑。人们能够在实验室里发现期望已久的暗物质，小黑洞甚至暗能量等。

下面是欧洲核子研究中心（CERN）有关LHC的时间表：

（1） 2008年9月10日，第一次注入450GeV（0.45TeV）的质子束团，这一历史性的事件将进行现场直播，到时大家可以登入网站：http://webcast.cern.ch, （the Eurovision network）。.更多的消息可以在http://www.cern.ch/lhc-first-beam 看到。

（2） 2008年10月3日，CERN举行LHC Computing Grid(计算格点)成功测试庆祝会。LHC Computing Grid可以让高能物理学家享用分布在全球15 million gigabytes的计算机存储资源，它的意义不仅仅影响高能物理研究，而且将会像上世纪八十年代末网络的开发形成一样影响整个人类的生活。到时CERN的计算中心将会通过网络直播这次集会：http://www.cern.ch/lcg/lhcgridfest。