
纽约州厄普顿 - 尽管科学家还不知道什么是暗物质,但现在可能与您一起在房间里。研究人员希望最终通过昨天在瑞士上网的世界上最大的Atom Smasher来追踪人们认为构成宇宙中大部分问题的东西。
暗物质的秘密,所谓的上帝粒子的奥秘以及宇宙中的额外尺寸只是科学家希望与大型强子对撞机(LHC)建立的一些异国发现,这是一个17英里(27公里)的圆形隧道,跑步300英尺(91英尺)(91米)地下吉瓦(Geneva)。
科学家说,这台耗资80亿美元的机器在欧洲核研究中心(CERN)周三完成了首次成功的测试,尽管在接下来的几天和几个月中,真正的魔力将开始。
那时,两条质子的光束将在LHC环和碰撞的环方向相反的方向上以相反的方向竞争,以产生大量的能量,并希望有些新粒子以前从未见过。
“如果一切顺利,直到我们首次发生冲突可能是几天,”长岛布鲁克黑文国家实验室的研究人员史蒂夫·佩格斯(Steve Peggs)在LHC参加开幕测试。 “但这不像将开关翻转灯泡上。一旦碰撞开始,我们希望使它们尽可能明亮。要达到全部性能可能需要花费数年的时间。”
科学家无法确定第一次发现何时到来,但是机器几乎可以保证告诉我们有关宇宙本质的基本内容。如果LHC找不到它正在寻找的粒子,那将意味着物理学家的预测已经走了,他们必须回到绘图板上。
大又小
尽管科学家正在寻找宇宙中最小的东西,但他们必须使用有史以来最大的粒子加速器来找到它们。 LHC的巨大尺寸使其可以将质子升高到极端的速度,这会导致碰撞足够强大,以便在大爆炸之后仅一秒钟的一秒钟重现宇宙中的条件。
科学家希望这将为理解称为暗物质的奇异物质提供的关键,天文学家知道,由于它产生的重力,这是一种关键。作为一个例子,它将星系结合在一起。但是他们不知道它是什么,看不到它。人们认为这些东西占宇宙中所有物质的85%至90%,但没人真正知道它是什么。
物理学家希望捕获负责将暗物质的粒子作为LHC碰撞的副产品。暗物质粒子的主要候选者之一是称为w imp或弱相互交互的大粒子。一些wimps的理论预测,它们属于LHC中可能产生的颗粒的能量范围。
机器可以解决的另一个谜团是东西如何获得质量,以及为什么有些粒子比其他粒子更多的质量。一个可能的答案是由理论预测但从未检测到的,是一种称为希格斯玻色子的粒子(被称为神粒子,因为它广泛而强大,但很难证明)。
布鲁克黑文物理学家霍华德·戈登(Howard Gordon)说:“ LHC是一项巨大的实验性冒险,因为我们真的不知道要找到什么。” “我们不知道希格斯是否会在那里。当然,意外的结果可能是最有趣的事情。”
额外的尺寸?
弦理论的一些预测也可以在对撞机中进行测试。字符串理论认为所有粒子均由微小的振动带制成,并且要求宇宙包含比我们当前所感知的简单三个(加时时间)更大的尺寸。
如果确实存在这些额外的维度,则可以在LHC发生碰撞中留下签名。当质子在其隧道中砸碎时,复杂的检测器测量了从坠机事故中喷出的能量和颗粒。如果某些能量逃脱到额外的尺寸中,LHC应该能够注意缺失的能量。
探测器是实验中研究人员的眼睛和耳朵。由于辐射的危险,人类在隧道跑步时不能存在。但是,即使一个人可以在里面凝视,他们也不会看到一件事情 - 所有动作都在亚原子量表上发生。
科学家说,加速器的开放有可能改变我们对宇宙的理解标志着物理学的新时代。
加拿大粒子物理实验室Triumf的总监Nigel S. Lockyer说:“正如某些人可能会说的,'质子的短途旅行,但人类巨大的飞跃'。
- 大型强子对撞机会摧毁地球吗?
- 视频:请参阅CMS构造
- Atom Smasher Works,世界生存