世界上最大、最强大的粒子加速器于星期五将质子碰撞在一起,使科学家们更接近理解宇宙大爆炸的奥秘。
欧洲核子研究中心的研究人员将三束质子注入大型强子对撞机(LHC),将它们以接近光速的速度通过一条长达17英里的隧道,重现了138亿年前的情景。
LHC以前所未有的能量将粒子碰撞在一起,试图产生出悄然影响我们宇宙的巨大新粒子。
LHC计划将束流保持运行,直到星期一,届时团队将对能量进行分析,计划在十月之前进行更多的碰撞实验。
CERN媒体主管Arnaud Marsollier告诉说:“这绝对令人兴奋,我可以告诉你,科学家们已经准备好接收今年的数据浪潮,以改进我们对自然界的理解。
“我们迫不及待地想要更详细地观察希格斯玻色子,并用我们的宇宙大爆炸机器进一步探索暗物质!”
上个月,CERN团队进行了初步测试,通过将数十亿个质子环绕LHC的超导磁铁环,提高它们的能量,并确保这台价值40亿美元的机器正常工作。
这台加速器位于法国和瑞士边界的地下300英尺处,于2008年9月10日首次启动。
LHC的工作原理是将质子加速并使其碰撞,以破解质子内部存在的亚原子粒子以及它们之间的相互作用。科学家使用质子是因为它们是较重的粒子。
相比其他粒子如光子,质子的重量使得它们在加速器中的每一圈损失的能量大大降低。
Marsollier说:“我们在CERN所做的是用加速器进行粒子物理学研究,比如LHC,这与天体物理学直接关系不大,尽管粒子物理学和天体物理学可以通过不同的方法和仪器来解决类似的关键问题,例如在暗物质研究中,这是科学界最迷人的谜团之一。”
LHC每年冬季进入休眠状态,然后在接下来的春季重新启动,今年的重新启动是在3月8日。
Marsollier解释说:“重新启动这样的加速器需要进行全面的调试过程,以检查所有设备是否正常工作。
“现在,所有的检查都已经完成,LHC已经准备好向LHC实验提供粒子碰撞。”
重新启动使束流在LHC的环形轨道内循环,可以更多地加速粒子束的时间,从而达到更高的能量。
科学家们惊奇地看着粒子束在不到20分钟内绕过加速器,这证明了加速器已经准备好迎接星期五的激动人心的事件,将粒子以每秒11,245次的速度绕圈。
大约有三束束流在星期五注入LHC,质子的能量在几分钟内增加到不同的水平。
当目标能量达到6.8兆电子伏特时,科学家们将开始进行粒子碰撞实验。碰撞会释放出巨大的能量,模拟宇宙大爆炸时的条件。
在碰撞发生后,科学家们将使用LHC的探测器来记录和分析产生的粒子。这些数据将提供关于宇宙起源和基本物理原理的重要线索。
尤其令人感兴趣的是希格斯玻色子,也被称为上帝粒子。希格斯玻色子的发现在2012年由CERN的ATLAS和CMS实验室宣布,这对于理解基本粒子的质量起到了关键作用。
此外,科学家还希望通过LHC的实验来寻找暗物质。暗物质是组成宇宙大部分物质的一种假设粒子,但至今仍未直接观测到。通过粒子碰撞实验,科学家们希望能够找到暗物质的迹象,以进一步揭示宇宙的奥秘。
LHC的实验将持续数周甚至数月,期间科学家们将分析大量的数据。他们将仔细研究每个碰撞事件,以寻找任何新的粒子或现象,这可能有助于改变我们对宇宙和物质的理解。
总的来说,LHC的实验是粒子物理学领域的一项重大成就,它将为我们提供更深入的了解宇宙的机会,揭示其起源和组成的奥秘。