发现十年后大型强子对撞机即将开始以前所未有的能量水平将质子碰撞在一起,以揭示有关宇宙如何运作的更多秘密。
世界上最大、最强大的粒子对撞机在经过三年的升级中断后于四月重新启动,为第三次运行做准备。
欧洲核研究组织 (CERN) 称,从周二开始,它将以创纪录的 13.6 万亿电子伏的能量全天候运行近四年。在新闻发布会上宣布上星期。
它将以接近光速的速度向相反的方向发射两束质子(原子核中的粒子),围绕一个埋在瑞士和法国边境下 100 米处的 27 公里(17 英里)环。
由此产生的碰撞将被数千名科学家记录和分析,作为一系列实验的一部分,包括 ATLAS、CMS、ALICE 和 LHCb,这些实验将利用增强的功率来探测,以及其他基本奥秘。
每秒 16 亿次碰撞
CERN 加速器和技术负责人迈克·拉蒙特 (Mike Lamont) 表示,“我们的目标是为 ATLAS 和 CMS 实验提供每秒 16 亿次质子-质子碰撞”。
他补充说,这次质子束将缩小到 10 微米以下(人类头发的厚度约为 70 微米),以提高碰撞率。
新的能量率将使他们能够进一步研究希格斯粒子,大型强子对撞机于 2012 年 7 月 4 日首次观测到。
这一发现彻底改变了物理学,部分原因是玻色子符合– 构成物质的所有基本粒子以及支配它们的力的主流理论。
然而,最近的一些发现对标准模型提出了质疑,新升级的对撞机将更深入地研究希格斯玻色子。
“希格斯玻色子与当今基础物理学中一些最深刻的开放性问题有关,”欧洲核子研究组织总干事法比奥拉·吉亚诺蒂(Fabiola Gianotti)说,他十年前首次宣布了希格斯玻色子的发现。
与第一次运行时发现玻色子的对撞机相比,这一次的碰撞次数将增加 20 倍。
拉蒙特说:“这是一个显着的增长,为新发现铺平了道路。”
欧洲核子研究组织(CERN)研究和计算负责人约阿希姆·姆尼奇(Joachim Mnich)表示,关于玻色子还有很多东西需要了解。
“希格斯玻色子真的是一种基本粒子还是一种复合粒子?”他问道。
“它是唯一存在的类希格斯粒子吗?还是还有其他粒子?”
“新物理季”
过去的实验已经确定了希格斯玻色子的质量,以及标准模型预测的 60 多种复合粒子的质量,例如四夸克。
但欧洲核子研究中心理论物理部主任吉安·朱迪斯表示,观察粒子只是工作的一部分。
“粒子物理学不仅仅是想了解如何——我们的目标是了解原因,”他说。
大型强子对撞机的九个实验之一是ALICE,它探测在强子对撞机发生爆炸后的前10微秒内存在的物质。和 LHCf,它利用碰撞来模拟宇宙射线。
此次运行后,该对撞机将于 2029 年作为高亮度 LHC 回归,将可检测到的事件数量增加 10 倍。
除此之外,科学家们正在计划未来的圆形对撞机– 一个 100 公里长的环,旨在达到高达 100 万亿电子伏的能量。
但目前,物理学家正在热切等待大型强子对撞机第三次运行的结果。
“新的物理赛季即将开始,”欧洲核子研究组织表示。
©法新社