波士頓大學(xué)的物理學(xué)家Tulika Bose帶您了解在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（Large Hadron Collider)上為何不止一個(gè)粒子探測(cè)器及CMS和ATLAS實(shí)驗(yàn)是如何相互補(bǔ)充的。

假設(shè)你和一個(gè)朋友在高速公路上開車，突然你看到一些非常奇怪的東西，比如說一個(gè)大腳怪在樹林里奔跑，或者一個(gè)火球在天空中閃爍。

你會(huì)怎么做呢?你應(yīng)該會(huì)立刻轉(zhuǎn)身問你朋友：“你看到了嗎？”

當(dāng)我們看到意外或奇怪的事情時(shí)，我們的自然反應(yīng)是尋求獨(dú)立的確認(rèn)。在這種情況下，如果朋友馬上回來說：“看什么？”你或許就會(huì)對(duì)你的觀察產(chǎn)生懷疑。

LHC上存在ATLAS和CMS兩個(gè)實(shí)驗(yàn)本質(zhì)上也是在遵從同樣的理念。它們是兩個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)，但它們利用相同的環(huán)境中在LHC上記錄高能對(duì)撞事例。

如果一個(gè)實(shí)驗(yàn)看到了一些意想不到或令人興奮的事例。它們也要詢問另一個(gè)實(shí)驗(yàn)：“你看到了嗎？”

當(dāng)然了，只有當(dāng)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是完全獨(dú)立的，這種互相求證才有意義。而且有一個(gè)通識(shí)：如果兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都看到了相同的現(xiàn)象，人們就會(huì)更傾向于認(rèn)為所觀察到現(xiàn)象是真實(shí)的，而不是隨機(jī)的偶然或巧合。

ATLAS和CMS實(shí)驗(yàn)之間，第一個(gè)明顯的區(qū)別是兩者的尺寸。ATLAS探測(cè)器非常大，長(zhǎng)度幾乎是CMS的兩倍，但重量更輕一些，大概是CMS的一半。

在CMS的核心，有一個(gè)巨大的線圈磁鐵，這是有史以來同類磁鐵中最大的。利用其強(qiáng)電磁場(chǎng)結(jié)合徑跡探測(cè)器，CMS可以精確測(cè)量帶電粒子例如電子，繆子的動(dòng)量信息。而與之相對(duì)的，ATLAS沒有這么強(qiáng)大的線圈磁鐵，但它有強(qiáng)大的繆子探測(cè)器可測(cè)得繆子的動(dòng)量信息。





所以這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是有很大區(qū)別的，它們有著不同的技術(shù)手段，同時(shí)ATLAS和CMS它們由不同的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過不同的途徑建造。然而最終它們都在尋找相同的新物理。