大型強子對撞機的測試和維護(圖片:Anna Pantelia/CERN)
大型強子對撞機(LHC)
核子研究中心的大型強子對撞機(LHC)是世界上最大,也是最強大的粒子加速器。它于2008年9月10日開始工作,并且仍然是 CERN(歐洲核子研究組織)加速器綜合體的最新成員,該組織位于法瑞邊境的日內瓦附近。
大型強子對撞機由一個27公里長的超導磁體環組成,具有不同的加速結構,以增加沿途粒子的能量。一旦通電,LHC以接近光速的速度發射質子和離子束。大型強子對撞機使這些光束相互碰撞,然后記錄碰撞產生的事件。
這個項目是有史以來最雄心勃勃和最強大的粒子加速器。來自數百個國家的數千名科學家一起工作,并相互競爭以取得新的發現。
沿著大型強子對撞機周邊的六個站點為不同的實驗收集數據。其中一些經驗是重疊的,科學家們正在努力成為第一個發現重要新信息的人。
大型強子對撞機結構化項目圖片(圖片:CERN/Disclosure)
LHC粒子加速器的目的是什么?
大型強子對撞機的目的是為了增加人類對宇宙的了解。雖然科學家們的發現可能會導致未來的實際應用,但這并不是科學家和工程師建造大型強子對撞機的原因。
它是一臺旨在增加我們理解的機器。鑒于大型強子對撞機耗資數十億美元,需要許多國家的合作,缺乏實際應用可能會讓 "企業家 "感到驚訝。
大型強子對撞機允許科學家重現大爆炸后十億分之一秒內存在的條件,其中高能質子或離子束以接近光速的巨大速度碰撞。
這就是大約137億年前的確切時刻,據信宇宙是以能量和物質的爆炸開始的。在這些最初的時刻,構成我們現實的所有粒子和力量都出現了,定義了我們現在看到的東西。
研究銀河系的起源是LHC的主要目標(圖片:Tengyart/Unsplash)。
它是如何工作的?
為了幫助理解這個機制是如何工作的,讓我們再來解釋一下,LHC并不是單獨存在的,它是一個研究三位一體的一部分。其他兩個成員是。
• 探測器:四個主要探測器分別位于大型強子對撞機周圍的巨大隔間中,用于探測粒子碰撞的結果。它們的名稱是。ATLAS、ALICE、CMS和LHCb。
• LHC全球計算網絡(WLCG):由處理所有LHC探測器記錄的數據塊所必需的計算機和軟件組成的一個全球網絡。
LHC具有全球范圍,因為該項目得到了一個龐大的國際科學家和工程師群體的支持。代理人在世界各地的多國團隊中工作,建造和測試設備和軟件,并參與實驗或數據分析。
英國在該項目中發揮著重要作用,科學家和工程師參與了所有主要的實驗。
LHC的投資是多少?
真正巨大的LHC的投資約為37.4億歐元。事實上,其中大部分是為加速器設計的。具體數字如下。
• 加速器:30億歐元
• 實驗:7.28億歐元;
• 電腦:1700萬歐元。
總費用主要由歐洲核子研究中心的20個成員國分擔,六個觀察員國也作出了重大貢獻。
LHC 111項目涉及設計、建造和測試設備和軟件,現在以上各國一起參與實驗和數據分析。各國的參與程度不盡相同,因為有些國家能夠比其他國家貢獻更多的財政和人力資源。這項研究宇宙起源的項目關乎世界各地。