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新手已上路木蟲 (職業(yè)作家)
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短路故障或推遲世界上最大強(qiáng)子對撞機(jī)重啟
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時(shí)間:2015-03-26 13:27 來源:新浪科技 在中斷了兩年之后，大型強(qiáng)子對撞機(jī)終于準(zhǔn)備再次啟動，進(jìn)行能量更強(qiáng)的粒子對撞實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)本應(yīng)于本周開始，然而由于上周六剛剛發(fā)現(xiàn)的一起短路故障，這一計(jì)劃不得不向后推遲。 2008年秋季，這臺位于瑞士的大型強(qiáng)子對撞機(jī)曾出過一次爆炸事故。由于對撞機(jī)中一處電路連接錯(cuò)誤，幾個(gè)磁體溫度過高并融化，導(dǎo)致氦氣汽化，引起了爆炸。當(dāng)時(shí)距大型強(qiáng)子對撞機(jī)的首次使用僅過去了九天，修理則花了數(shù)月時(shí)間�！凹铀倨鞯膿p壞真令人掃興，”內(nèi)布拉斯加大學(xué)的一名物理學(xué)家，阿蘭·多米奎（Aaron Domingueza）說道，“那天可真不怎么樣�！� 但工程師們修復(fù)了大型強(qiáng)子對撞機(jī)，并在2012年開展了另一次實(shí)驗(yàn)，贏得了諾貝爾獎。但為了避免事故的再次發(fā)生，對撞機(jī)當(dāng)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度只有允許最大速度的一半。那之后的兩年里，工程師們對加速器進(jìn)行了改進(jìn)，以防止磁體發(fā)生融化。改造后的大型強(qiáng)子對撞機(jī)可以承受更激烈的粒子對撞，更好地實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)的初衷。 工程師們修復(fù)了2008年爆炸造成的損壞，更換了加速隧道上安裝的磁體。但在所有升級措施中，最重要的還是防止爆炸的再次發(fā)生。為此，相關(guān)部門歷時(shí)一年半，動用300人力，使用了27000片銅片，對10000個(gè)磁體間的連接處進(jìn)行了加固。 本次實(shí)驗(yàn)原本應(yīng)于本周開始，以接近光速的速度發(fā)射包含了上千億粒子的質(zhì)子束。然而3月21號，工程師卻發(fā)現(xiàn)了一處短路故障，影響了其中一枚用于質(zhì)子加速的磁體，可能將實(shí)驗(yàn)向后推遲數(shù)周。而在修好之后，又需要再過幾周，粒子束才能真正進(jìn)行對撞。因?yàn)楣こ處熜枰獙Υ朋w進(jìn)行加熱，逐步提升其能夠容納的電量。“這就好像一名跑步運(yùn)動員，”負(fù)責(zé)對磁體連接處進(jìn)行升級改造的讓·菲利普·托克（Jean-Phillippe Tock）說道，“你不可能一下子就在10秒鐘之內(nèi)跑完100米，你得先熱身才行�！� 歐洲核子研究中心稱，他們已經(jīng)弄清了事故發(fā)生的原因，但由于磁體已經(jīng)被冷凍到了接近絕對零度（即零下273攝氏度）的低溫，修復(fù)也許需要花費(fèi)相當(dāng)長的時(shí)間。 該組織于本周二宣布，出問題的磁體可能需要被重新加溫，然后再次冷凍，因此實(shí)驗(yàn)可能向后推遲“數(shù)周”。 “修復(fù)低溫狀態(tài)的機(jī)器往往是很耗費(fèi)時(shí)間的，在常溫下幾小時(shí)便可以完成的事情，在低溫下可能就要花費(fèi)好幾周�！睔W核中心加速器負(fù)責(zé)人弗雷德里克·柏德利（Frederick Bordry）表示。 “沒有浪費(fèi)時(shí)間” 但歐核中心的科學(xué)家們強(qiáng)調(diào)稱，這一計(jì)劃并未因此擱淺，隨時(shí)都可以重新啟動。 歐核中心所長羅爾夫·霍耶爾（Rolf Heuer）說：“目前跡象表明，重啟后的實(shí)驗(yàn)將非常成功。從宏觀的角度來看，對于了解整個(gè)宇宙而言，幾周的延誤不過是一眨眼的工夫罷了�！� 而大型強(qiáng)子對撞機(jī)本次實(shí)驗(yàn)也有重任在身——包括探測暗物質(zhì)，以及對希格斯玻色子進(jìn)行進(jìn)一步觀測。 粒子物理學(xué)家喬納森·巴特沃茲（Jonathan Butterworth）表示，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)做好準(zhǔn)備，同時(shí)仍在等待負(fù)責(zé)質(zhì)子束的科學(xué)家和工程師們傳來的消息。 “這是個(gè)非常獨(dú)立的組織，”巴特沃茲教授說道，“負(fù)責(zé)加速器的同事們是屬于歐核中心的，而我們只不過是等著他們發(fā)出指令，告訴我們這一階段該干些什么�！� 但他補(bǔ)充說，這段時(shí)間并不會被浪費(fèi)掉。在等待期間，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)將對其負(fù)責(zé)的系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，尤其是用于控制檢測器和分析數(shù)據(jù)的代碼。 “我們每天都在和代碼打交道，隨時(shí)做好準(zhǔn)備�！彼f。 μ介子 歐核中心負(fù)責(zé)緊湊式繆子螺線管磁譜儀（CMS）的安德烈·大衛(wèi)博士（Dr Andre David）也表示，這段由于延誤而多出來的時(shí)間亦有其價(jià)值所在。他和他的同事們將充分利用這一機(jī)會，對CMS內(nèi)部進(jìn)行微調(diào)。 “在這段時(shí)間里，我們可以接收更多的宇宙射線數(shù)據(jù)，而在調(diào)整這些極其微小的內(nèi)部檢測器的過程中，這些數(shù)據(jù)是十分重要的�！贝笮l(wèi)博士表示。 宇宙射線是由外太空發(fā)射到地球上的粒子，但它們中只有極少數(shù)粒子能穿越大氣層。μ介子幾乎不與其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因此，它可以徑直穿過地殼，進(jìn)入深埋在地下30層處的大型強(qiáng)子對撞機(jī)隧道里。 通過對檢測器進(jìn)行微調(diào)，在質(zhì)子對撞時(shí)，研究人員便可以更好地檢測到從撞擊中產(chǎn)生的μ介子。 質(zhì)子對撞初步計(jì)劃在今年五月進(jìn)行，但由于本次短路事故，人們一時(shí)間難以確定準(zhǔn)確的啟動時(shí)間。 原文鏈接：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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