2021年應該會看到大型強子對撞機重新開放。這種巨大的粒子加速器是有史以來最大的,旨在測試粒子物理學中的領先理論。在最近三年停產后,它將很快開始其第三次運行。Rhodri Jones是CERN負責對撞機電子束的部門主管。他給了菲爾·桑松(Phil Sansom)以及特別來賓吉爾斯·楊(Giles Yeo)詳細信息...
Rhodri-我們已經關閉了兩年。實際上,我們即將結束兩年的停工期,以升級和整合許多設備。我們經歷的主要升級之一是物理實驗本身,從根本上升級了探測器,以更好地檢測實際來自這些碰撞的粒子。另一個重大升級是對噴射器組件的升級:我們稱之為機器鏈,用于加速氫氣瓶中的粒子,這是我們從中獲取所有質子的地方,到那時速度幾乎達到了光速。他們進入大型強子對撞機。然后,在大型強子對撞機本身中,經歷了超導磁體的整合。因此,我們大約有12,000個大型超導磁體,
菲爾-這一切的結果是什么? 因此,一旦重新打開,您將獲得什么驚人的物理學?
Rhodri-希望是當我們重新開始時-實際上可能是在2022年初,進行實際的物理學學習-然后,我們將進行LHC的第三次物理運行,預計它將持續30天。再過三年 到目前為止,我們一直在碰撞所謂的13兆電子伏特。這是非常高的能量,我們希望將其進一步推廣,因為事實上LHC的標稱設計是在14兆電子伏特下發生碰撞。因此這意味著兩個7兆電子伏特的質子束互相撞擊。如果我們設法達到這種能量,那么它將是我們在地球上使用粒子加速器所能達到的最高能量。希望通過這樣做,我們可以更深入地了解物理過程。如果我們很幸運,我們可能會開始看到非常罕見的事件,與我們的預期相比有細微的變化,這可能意味著新的物理學。當然,這就是我們正在進行的許多研究的動力。
菲爾-使用大型強子對撞機的團隊設法找到了希格斯玻色子,這是我認為該項目的目標之一。那么下一步是什么?您正在分析它還是在做其他工作?
Rhodri-這是兩者的結合。大型強子對撞機,其主要目的之一就是查看希格斯玻色子是否在那兒。我們已經找到了?,F在,我們正在做的基本上是完善希格斯玻色子的圖,以便嘗試真正理解它。這就是正在進行的研究,這就是為什么我們需要大量的數據才能真正看到希格斯玻色子如何相互作用以及各種不同的情況和條件。然后,就像我說的,我們嘗試做的另一件事是真正地研究新事物或不同事物,并且這是并行進行的。因此,我們正在尋找與這種能量所期望的物理狀態是否存在細微的差異,或者是否正在發生罕見的事件,需要大量數據的情況,突然之間,我們會看到完全出乎意料的事情。當然,這是另一件事,它將表明那里有東西。我們目前還不了解所有情況。我認為我們已經有了這個粒子物理學的標準模型,該模型可以非常非常好地解釋所有內容,但不能全部解釋。
菲爾-當它第一次打開時,人們說:“哦,他們要打開一個黑洞。他們要打開一個平行的宇宙。” 人們還會問你嗎?
Rhodri-他們像您一樣,一次又一次地問!我認為對此的回答經常是,自然界實際上會創造出比我們使用大型強子對撞機大得多的大爆炸。我的意思是,一直在大氣中,我們正在獲得這些非常高能量的宇宙射線,它們的能量遠比大型強子對撞機高得多。我認為大型強子對撞機的優點是我們設法將這些碰撞定位在很小的區域。因此,這意味著我們可以真正對其進行分析,這在我們不確定何時會到達或將要到達哪里時很難做到。因此,這就是我們要做的事情:我們創建了實驗室本身,以使我們能夠分析我們可以實際管理的區域中的高能碰撞。
吉爾斯(Giles)-我們回想了片刻的故事,中微子的運行速度比光速還快。這到底是怎么回事?
Rhodri-是的,最終歸結為時機?;旧希覀兪窃贑ERN在這里創建它們的,然后將它們發送到意大利,然后您在意大利發現它們。當然,它們以光速行進,因此很難真正計時。最后,發現該實驗存在問題-實際上在意大利方面-時機并沒有我們想象的那么精確,而當您進行數學運算時,實際發現中微子的行進速度快于光速。但是最后,沒有。愛因斯坦還在那里,一切都與光速相稱。