作者:唐宁 来源:新浪科技 发布时间:2009-10-28 14:47:56
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欧洲大型强子对撞机成功导入两束粒子束
 
据英国广播公司网站报道,10月23日和25日,欧洲大型强子对撞机工程师们成功将两束粒子束导入对撞机之中。
 
大型强子对撞机项目一位发言人说,此次试验是自2008年9月份大型强子对撞机关闭以来首次成功导入粒子束。从事该项目研究的科学家认为,成功导入粒子束在大型强子对撞机项目上具有“里程碑”意义。
 
欧洲大型强子对撞机是世界上最大的粒子加速器,也是世界上有史以来功率最大的物理学机器。欧洲大型强子对撞机位于瑞士、法国边境地区的地下100米深的环形隧道中,隧道全长为26.659公里,建设耗资超过60亿美元,全球数百名科学家参与到了这个项目中来。强子对撞的原理是将强子加速到光速,然后引导它们撞到一起,继而观察在那么快的速度撞击下会发生什么奇异的现象。比如:小范围的黑洞,发现新的微粒子等。科学家们希望借助这台世界最大、能量最高的粒子加速器揭开“大爆炸”和宇宙起源的奥秘。
 
然而,世人瞩目的对撞实验却是“好事多磨”。2008年9月10日对撞机启动当天,就遭遇“黑客"入侵。一群自称“希腊安全团队”的黑客攻破了欧洲核子研究中心旗下的网站cmsmon.cern.ch,留下了包含“别惹我们”等字句在内的大量留言。他们还侵入了对撞机“紧凑介子线圈探测器”的电子计算机系统,在系统中插入6个文件,并损坏了原系统的1个文件。据悉,黑客这次入侵距离这个探测器的计算机控制系统仅“一步之遥”。
 
2008年9月17日又出现电力故障,对撞机因冷却系统一台30吨重的变压器发生故障而被中止运行,工程人员18日更换了变压器,才令对撞机重新启动。
 
2008年9月19日,对撞机又发生液态氦泄漏事件,1公吨液态氦渗入隧道,对撞机被迫关闭。欧洲核子研究中心调查显示,氦泄漏故障极可能因为两块磁铁之间的电连接部件出现故障而引起的。液态氦泄露事故发生后,对撞机需要升温至零摄氏度以接受维修。去年9月份以来,工程师一直进行维修,氦泄漏导致的“熄火”故障问题使强子对撞机一直“冬眠”至今。
 
最近,强子对撞机的所有8个组成部分已被冷却到1.9开氏温度(零下271摄氏度,零下456华氏度)这一操作温度,低于外太空温度。
 
10月23日和25日,质子束和铅离子束被导入对撞机的环形管道内,并成功按照顺时针和逆时针方向穿过其两个部分。每个部分约有3.5公里长。
 
科学家计划于11月份让一束质子束绕对撞机环形隧道运行。极端的低温使强子对撞机内的磁铁具有超导性,能够让电流通过时遭遇的阻力降为零,进而将能量损失降至最低。
 
强子对撞机硬件试验部副部长吉安路易吉-阿杜伊尼说,粒子束试验表明对撞机运作正常。“试验正在按部就班地进行,”他说:“磁铁要与高速粒子束同步并使其在多个加速器中不断加速,最后到达大型强子对撞机,而对撞机也要同步接收粒子束。整个过程要在一百皮秒内完成,而1皮秒相当于百万分之一秒的百万分之一。”
 
粒子束是在4500亿伏特的电压下导入的,而这仅是科学家进行粒子束碰撞试验所需能量的一小部分。两个粒子束将被轰入管道并穿过磁铁。在环形隧道内,质子束将以接近光速的速度以相反方向飞行。
 
阿杜伊尼先生说:“粒子束运行的目标之一是要加速至3.5兆电子伏特。不过这将分段完成。首先加速到1兆电子伏特、然后是3.5兆电子伏特……从2011年开始我们将努力加速到7兆电子伏特。”
 
在环形隧道周围的指定位置,高能质子束相遇并发生碰撞。科学家希望在撞击产生的碎片中发现新的粒子,以便从根本上加深对“大爆炸”和宇宙本质的了解。
 
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