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短路故障或推迟世界上最大强子对撞机重启
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时间:2015-03-26 13:27 来源:新浪科技 在中断了两年之后，大型强子对撞机终于准备再次启动，进行能量更强的粒子对撞实验。该实验本应于本周开始，然而由于上周六刚刚发现的一起短路故障，这一计划不得不向后推迟。 2008年秋季，这台位于瑞士的大型强子对撞机曾出过一次爆炸事故。由于对撞机中一处电路连接错误，几个磁体温度过高并融化，导致氦气汽化，引起了爆炸。当时距大型强子对撞机的首次使用仅过去了九天，修理则花了数月时间。“加速器的损坏真令人扫兴，”内布拉斯加大学的一名物理学家，阿兰·多米奎（Aaron Domingueza）说道，“那天可真不怎么样。” 但工程师们修复了大型强子对撞机，并在2012年开展了另一次实验，赢得了诺贝尔奖。但为了避免事故的再次发生，对撞机当时的运转速度只有允许最大速度的一半。那之后的两年里，工程师们对加速器进行了改进，以防止磁体发生融化。改造后的大型强子对撞机可以承受更激烈的粒子对撞，更好地实现其设计的初衷。 工程师们修复了2008年爆炸造成的损坏，更换了加速隧道上安装的磁体。但在所有升级措施中，最重要的还是防止爆炸的再次发生。为此，相关部门历时一年半，动用300人力，使用了27000片铜片，对10000个磁体间的连接处进行了加固。 本次实验原本应于本周开始，以接近光速的速度发射包含了上千亿粒子的质子束。然而3月21号，工程师却发现了一处短路故障，影响了其中一枚用于质子加速的磁体，可能将实验向后推迟数周。而在修好之后，又需要再过几周，粒子束才能真正进行对撞。因为工程师需要对磁体进行加热，逐步提升其能够容纳的电量。“这就好像一名跑步运动员，”负责对磁体连接处进行升级改造的让·菲利普·托克（Jean-Phillippe Tock）说道，“你不可能一下子就在10秒钟之内跑完100米，你得先热身才行。” 欧洲核子研究中心称，他们已经弄清了事故发生的原因，但由于磁体已经被冷冻到了接近绝对零度（即零下273摄氏度）的低温，修复也许需要花费相当长的时间。 该组织于本周二宣布，出问题的磁体可能需要被重新加温，然后再次冷冻，因此实验可能向后推迟“数周”。 “修复低温状态的机器往往是很耗费时间的，在常温下几小时便可以完成的事情，在低温下可能就要花费好几周。”欧核中心加速器负责人弗雷德里克·柏德利（Frederick Bordry）表示。 “没有浪费时间” 但欧核中心的科学家们强调称，这一计划并未因此搁浅，随时都可以重新启动。 欧核中心所长罗尔夫·霍耶尔（Rolf Heuer）说：“目前迹象表明，重启后的实验将非常成功。从宏观的角度来看，对于了解整个宇宙而言，几周的延误不过是一眨眼的工夫罢了。” 而大型强子对撞机本次实验也有重任在身——包括探测暗物质，以及对希格斯玻色子进行进一步观测。 粒子物理学家乔纳森·巴特沃兹（Jonathan Butterworth）表示，实验团队已经做好准备，同时仍在等待负责质子束的科学家和工程师们传来的消息。 “这是个非常独立的组织，”巴特沃兹教授说道，“负责加速器的同事们是属于欧核中心的，而我们只不过是等着他们发出指令，告诉我们这一阶段该干些什么。” 但他补充说，这段时间并不会被浪费掉。在等待期间，实验团队将对其负责的系统进行进一步改进，尤其是用于控制检测器和分析数据的代码。 “我们每天都在和代码打交道，随时做好准备。”他说。 μ介子 欧核中心负责紧凑式缪子螺线管磁谱仪（CMS）的安德烈·大卫博士（Dr Andre David）也表示，这段由于延误而多出来的时间亦有其价值所在。他和他的同事们将充分利用这一机会，对CMS内部进行微调。 “在这段时间里，我们可以接收更多的宇宙射线数据，而在调整这些极其微小的内部检测器的过程中，这些数据是十分重要的。”大卫博士表示。 宇宙射线是由外太空发射到地球上的粒子，但它们中只有极少数粒子能穿越大气层。μ介子几乎不与其它物质发生反应，因此，它可以径直穿过地壳，进入深埋在地下30层处的大型强子对撞机隧道里。 通过对检测器进行微调，在质子对撞时，研究人员便可以更好地检测到从撞击中产生的μ介子。 质子对撞初步计划在今年五月进行，但由于本次短路事故，人们一时间难以确定准确的启动时间。 原文链接：http://tech.sina.com.cn/d/i/2015-03-26/doc-iavxeafs2451241.shtml  9000.jpg  9200.jpg  9300.jpg  9100.jpg |
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