
十年前,世界上最大的科学工具已经打开,研究王朝的开始开始了。
2008年9月10日,在整个16.5英里长(27公里)环的整个环附近首次拍摄了一束质子大型强子对撞机(LHC) - 有史以来世界上最大,最高的能源原子粉碎机。位于库恩LHC在瑞士日内瓦以外的实验室被构造,以近乎光速的质子粉碎质子。既定的目标是创建和发现Higgs Boson,这是标准模型的最后一部分,这是我们对亚原子物质行为的最佳理论。但是目标比这更大。的确,我们想做的是发现一些完全出乎意料的东西 - 如此之大,如此新,这意味着我们必须重写教科书。
LHC并没有安静地打开。在几周前和几个月前,媒体被刺耳的恐惧故事挤满了LHC会做一个黑洞那会摧毁地球。媒体做得很好消除Lurid主张,但是这个故事实在太好了,即使在最负责任的印刷品,在线和广播媒体中,也无法打印。
LHC所在的CERN实验室决定邀请新闻界看到就职横梁LHC。黑洞狂热确保了媒体的出现。英国广播公司,CNN,路透社和许多国际媒体在那里参加了庆祝活动。除了黑洞外,从公关的角度来看,这是一个危险的选择:全新的加速器是挑剔的野兽,而LHC尤其如此。它由成千上万的磁铁和成千上万的电源,监视电子设备等。几天或几周,丝毫的不幸可能延迟了梁的第一个成功循环。 [照片:世界上最大的原子粉碎机(LHC)
那天早上有一些紧张的时刻。由于一些叛逆的电源,前几次尝试失败了。但是,在当地时间的上午10:30不到10:30,加速器操作员成功地通过整个建筑群成功穿线了质子的非常低的强度束。因为LHC本质上是两个加速器(以适应相反方向的光束),下一步是引导光束穿过第二组梁管。这发生在第一次成功之后不久。世界媒体在发生时从字面上宣布了技术成就。粒子物理学很少会受到这种媒体的曝光。
尽管全球兴奋,但那天的成就却相对谦虚。低能量,低强度,馈线加速器的光束已注入LHC中。梁已经在低能的情况下循环几次,这意味着LHC设计的最低能量。 LHC的工作方式是,它接受了较小的加速器的粒子梁,然后将光束加速至超过15倍的能量。在第一次尝试中,从来没有任何意图来加速光束。仅仅将它绕过戒指就足够了。
另外,梁的强度不到设计强度的100亿个。在粒子梁中,当谈论光线时,强度类似于亮度。可以通过添加更多质子或将光束聚焦到较小的尺寸来使光束更加强烈。那天,集中精力仍然是未来的目标,而加速器中只有很少的质子。最初,实际加速器电子设备的时机并不是很正确。因此,显然还有一条路。
但是,无论如何。这是令人兴奋的,这无疑是进行全面运营的途中的重要垫脚石。软木塞被弹出。香槟醉了。背部拍打并拍摄照片。这是美好的一天。
我不是在塞恩(Cern)第一次梁。毕竟,我对LHC计划的兴趣是用它来粉碎高能粒子,每个人都知道那时不会发生碰撞。相反,我在关闭,除了CERN本身,美国的旗舰粒子加速器实验室和最有影响力的研究机构从事LHC数据分析。这两个实验室有兄弟姐妹的关系,克服技术障碍时,我们互相欢呼。在费米拉布,我们决定举办睡衣派对对于9月10日晚上的科学家和当地社区而言,这是非凡的。数百名当地人在凌晨2:00出现,等待当地时间4:30 am的成功循环。我走来走去,与公众交谈,记者无法说服他们的编辑将他们送往欧洲和其他科学家。人群中的欢呼声足够大,我想认为他们可以在东部4,400英里的Cern听到他们的声音。
当然,2008年9月10日上午的成功非常重要,但它们只是迈向期望的结果的一步,即委托地球上最强大的粒子加速器。为此,需要将LHC周围的1,232个巨型磁铁放在其步伐上并在全电流下进行测试。因此,CERN加速器人员将注意力转向完成。那就是事情出现的地方。 9月22日,操作员摇晃了最后一组磁铁,当时有故障的焊接导致铜舱室过热,导致其融化,然后弧形,然后刺穿固定液体氦气的热水瓶,使磁铁允许磁铁承受一千万电流的电流,从而使强大的磁场成为可能。 [画廊:在LHC搜索Higgs Boson这是给出的
穿刺后,氦气在高压下释放……形成足够坚固的喷气机,以将35吨的磁铁侧向推出18英寸,并将安装支架从固体混凝土中拉出。氦气在450华氏450号,使LHC隧道冷却了一英里周围损坏。修复损坏并增加其他故障保护设备一年多。
正是在2010年2月27日,LHC加速器人员准备再次尝试。而且,在大约一个小时四分之一的时间里,他们重复了练习,再次朝相反的方向循环光束。这次,未经首先通知媒体而尝试了努力。正是在3月19日,工作人员终于将光束加速到了能量高3.5倍比以前的世界纪录加速器关闭 Tevatron。那天我碰巧在CERN,这项成就是在凌晨在凌晨完成的。我与同事一起观看了监视器,当宣布稳定的光束时,香槟,后拍打和欢呼声再次发生,这次没有电视摄像机。
自那天以来,LHC一直是一种科学现象……向四个探测器传递了非凡的梁。迄今为止,科学的产出令人震惊,两个较大的实验每次发表了800篇论文,整个研究计划发布了2,000多篇。
过去十年中最有影响力的发现是希格斯玻色子,粒子物理标准模型的最后一块。是宣布2012年7月4日,再次吸引了全球观众,并在一千多个电视台上报道了十亿个观众。再次,世界分享了发现的兴奋。 [6找到希格斯玻色子粒子的含义这是给出的
LHC的未来确实是光明的。尽管我们已经成功运营了该设施已有十年了,但目的是继续使用加速器进行发现。目前,该计划将至少在接下来的二十年中继续运营。实际上,在2018年底,据估计,LHC的实验将仅收集3%的数据,这些数据将在该设施的寿命中记录。在2018年底,LHC将暂停两年翻新和升级。在2021年春季,它将恢复使用探测器大大改进的操作。不可能知道我们将使用LHC发现哪些科学真理。这就是进行科学的事情……如果我们知道自己发现的东西,那就不会被称为研究。但是,毫无疑问,LHC是一种智力和技术珠宝 - 过去的研究人员只能做梦。 LHC可以探测最小的距离尺度,最高能量和重现宇宙中最常见的条件,仅在大爆炸之后的十分之一一万亿美元。这是一种探索和发现的工具。而且我们才刚刚开始。这将是光荣的。
生日快乐,LHC。
最初出版现场科学。
唐·林肯(Don Lincoln)是一位物理研究员关闭。他是“大型强子对撞机:希格斯玻色子的非凡故事和其他会震撼您的想法(约翰·霍普金斯大学出版社,2014年),他生产了一系列科学教育视频。跟随他在Facebook上。本评论中表达的观点是他的。
唐·林肯(Don Lincoln)向现场科学贡献了这篇文章专家声音:专家和见解。