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欧洲大型强子对撞机开启新运行

2022-07-07 09:10 刘玲玲 来源:人民日报 责任编辑:孙紫腾

据欧洲核子研究中心官网报道,经过3年多的维修和升级,全球最大粒子加速器——大型强子对撞机(LHC)于7月5日正式开始第三轮运行。在当天的研讨会上,科学家们还公布了新发现的三种粒子,包括一种首次发现的五夸克态粒子和有史以来观察到的第一对四夸克态粒子。

于2008年首次启动的LHC是目前全球最大和能量最高的粒子对撞机,由100多个国家和地区的上万名科学工作者共同设计、建造和使用。它由一个约27千米长的超导磁铁环组成,高能粒子在这里相互撞击、分离,帮助科学家发现宇宙中的基本粒子。在诸多发现成果中,最引人瞩目的是2012年发现的希格斯玻色子,被称为“上帝粒子”,也被认为是赋予其他粒子质量的基本粒子。

根据相关报道,今年4月22日,加速器已经成功启动。经过一段时间的加速,7月5日,大型强子对撞机探测器开启所有子系统,其碰撞能量将达到创纪录的13.6万亿电子伏特。据大型强子对撞机加速器及相关技术总监迈克·拉蒙介绍,第三轮运行期间记录的碰撞次数将超过前两轮的总和,这将使科学家能够收集到更高质量的数据,为新发现奠定基础。

欧洲核子研究中心指出,LHC第三轮运行将进一步拓展物理研究程序,从而使科学家能够“以前所未有的精确度和新渠道”详细研究希格斯玻色子的性质,对粒子物理学标准模型及其各种扩展理论展开更严格的测试。同时,LHC安装了许多新设备,不仅包括增加碰撞率的线性加速器和效率更高的数据收集分析系统,还有两个新探测器——前向搜索实验、散射和中微子探测器,前者将寻找弱相互作用的粒子,而后者将专注于中微子,有望开启相关物理学新领域。该中心同时指出,此次升级使LHC底夸克探测器的采样率增加了3倍,大型离子对撞机实验仪器记录碰撞的数量增加50倍。

法国“技术与科学”网站文章分析称,目前对宇宙的认识仍基于对粒子物理学标准模型的理解,升级后的LHC能使科学家发现在较低能量下无法看到的新粒子,或将帮助解释标准模型解释不了的现象。随着探测器的改进,实验将能提供更多关于暗物质的线索。

欧洲核子研究中心规划,此次运行时间预计为4年。在LHC完成实验任务后,将再次关闭并进一步升级,届时将升级为高亮度大型强子对撞机,亮度将提升5至10倍。此外,该中心表示还将建造一个名为未来环形对撞机(FCC)的全新加速器,计划于2040年左右开始工作,预计其能量将达到100万亿电子伏特。

(本报巴黎7月6日电)

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