大型強(qiáng)子對撞機(jī)三年升級(jí)完畢重啟

據(jù)歐洲核子研究中心官網(wǎng)近日報(bào)道，經(jīng)過3年多維修和升級(jí)，世界上最強(qiáng)大的粒子加速器——大型強(qiáng)子對撞機(jī)（LHC）“王者歸來”。4月22日，兩束質(zhì)子以4500億電子伏特（450GeV）的注入能量在LHC約27公里的環(huán)周圍以相反方向循環(huán)，這標(biāo)志著該設(shè)施新一輪數(shù)據(jù)收集工作正式開始，預(yù)計(jì)將持續(xù)4年。

圖片來源：歐洲核子研究中心官網(wǎng)

歐洲核子研究中心光束部門負(fù)責(zé)人羅德里·瓊斯說：“這些光束在注入能量時(shí)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，含有相對較少的質(zhì)子。盡管高強(qiáng)度、高能量的碰撞還要等幾個(gè)月，但第一批光束成功注入標(biāo)志著在經(jīng)歷漫長關(guān)閉期后，加速器成功重啟。”

LHC于2008年啟動(dòng)，通過模擬大約138億年前宇宙大爆炸后的狀況，幫助科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了宇宙誕生后突然涌現(xiàn)出的基本粒子，其中最引人矚目的是希格斯玻色子，它于2012年在LHC中被首次發(fā)現(xiàn)，被稱為“上帝粒子”，也被認(rèn)為是賦予其他粒子質(zhì)量的基本粒子。

研究人員指出，由于進(jìn)行了廣泛升級(jí)，LHC的第三輪運(yùn)行預(yù)計(jì)將產(chǎn)生數(shù)量創(chuàng)紀(jì)錄的碰撞，碰撞的能量也將達(dá)到13.6萬億電子伏特，這使科學(xué)家們能夠收集到創(chuàng)紀(jì)錄的數(shù)據(jù)，從而使來自世界各地的物理學(xué)家能夠詳細(xì)研究希格斯玻色子，同時(shí)對粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型及其各種擴(kuò)展理論開展迄今最嚴(yán)格的測試。

在第三輪運(yùn)行中，除了此前在LHC上運(yùn)行的緊湊渺子線圈、超環(huán)面儀器、LHC底夸克、大型離子對撞實(shí)驗(yàn)ALICE等外，還將有兩個(gè)新實(shí)驗(yàn)，即國際前向搜索實(shí)驗(yàn)（FASER）和LHC的散射和中微子探測器（SND@LHC）亮相。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)旨在尋找超越標(biāo)準(zhǔn)模型的物理學(xué)、特殊的氫—氦對撞，以測量反質(zhì)子在這些碰撞中產(chǎn)生的幾率，以及涉及氧離子的對撞，這將讓科學(xué)家們獲得更多與宇宙射線物理學(xué)和夸克—膠子等離子體（宇宙爆炸后不久存在的一種物質(zhì)狀態(tài)）。此外，F(xiàn)ASER實(shí)驗(yàn)中微子子探測器FASERν和SND@LHC將首次測量在粒子對撞機(jī)上產(chǎn)生的中微子，因此有可能開啟中微子物理學(xué)的新領(lǐng)域。（記者劉霞）