大型強子對撞機(LHC)已成為宇宙中溫度最低的地區(qū)之一
大型強子對撞機(LHC)已成為宇宙中溫度最低的地區(qū)之一
  據(jù)國外媒體報道,經(jīng)過冷卻后,備受關(guān)注的大型強子對撞機(LHC)已成為宇宙中溫度最低的地區(qū)之一。強子對撞機的所有8個組成部分現(xiàn)已被冷卻到1.9開氏溫度(零下271攝氏度,零下456華氏度)這一操作溫度,低于外太空溫度。
強子對撞機的所有8個組成部分現(xiàn)已被冷卻到1.9開氏溫度(零下271攝氏度)這一操作溫度,低于外太空溫度
強子對撞機的所有8個組成部分現(xiàn)已被冷卻到1.9開氏溫度(零下271攝氏度)這一操作溫度,低于外太空溫度
  大型磁鐵能夠彎曲強子對撞機周圍的粒子束,它們利用液態(tài)氦幫助對撞機保持這一絕對低溫。強子對撞機位于法國-瑞士邊境地下一條27公里長的環(huán)形隧道內(nèi),磁鐵則被從頭至尾置于隧道之中。據(jù)悉,對撞機將于11月下旬重啟,對其進行冷卻是重啟前的一個重要步驟。   2008年9月19日,由于所謂的磁鐵“熄滅”導致一公噸液態(tài)氦滲入隧道,大型強子對撞機被迫關(guān)閉。液態(tài)氦泄露事故發(fā)生后,對撞機必須進行加溫以達到進行維修需要的溫度。大型強子對撞機是有史以來研制的功率最大的物理學設備,能夠重建大爆炸之后的宇宙初期形態(tài),由位于日內(nèi)瓦的歐洲核子研究組織負責操作。   實驗過程中,兩個質(zhì)子束將被導入穿過磁鐵的管道內(nèi)。在環(huán)形隧道內(nèi),質(zhì)子束將以接近光速的速度以相反方向飛行。在隧道周圍指定的點,攜帶巨大能量的質(zhì)子束相遇并發(fā)生碰撞??茖W家希望在撞擊產(chǎn)生的碎片中發(fā)現(xiàn)新的粒子,以便從根本上加深對宇宙本質(zhì)的了解。   大型強子對撞機的操作溫度接近零下273.15攝氏度這一絕對零度,絕對零度是可能達到的最低溫度。相比之下,外太空遙遠區(qū)域的溫度大約在2.7開氏溫度(零下270攝氏度 ,零下454華氏度)左右。   在設計上,強子對撞機采用的磁鐵具有超導性,能夠讓電流通過時遭遇的阻力降為零,進而將能量損失降至最低。為了具有超導性,磁鐵必須被冷卻到相當?shù)偷臏囟?。出于這個原因,對撞機采用了一個復雜的低溫線路系統(tǒng)并利用液態(tài)氦作為制冷劑。迄今為止,還沒有如此大規(guī)模的粒子物理學研究設備在如此低溫條件下運行。   在質(zhì)子束繞27公里長的隧道運行前,工程師必須測試對撞機的新熄滅保護系統(tǒng),同時進行磁鐵供電測試。目前,質(zhì)子束已經(jīng)被送到大型強子對撞機“門前”。據(jù)悉,將一個低強度質(zhì)子束導入對撞機最短需要一周時間。對質(zhì)子束的測試只涉及對撞機自身組成部分,而不是整個環(huán)形隧道。   官員們計劃在11月下旬讓一個質(zhì)子束繞對撞機環(huán)形隧道運行。在此之后,工程師將進行低強度質(zhì)子束對撞實驗,為科學家提供他們獲得的第一手數(shù)據(jù)。質(zhì)子束的能量隨后將被提高以進行第一次高能對撞。所有這些標志著大型強子對撞機研究計劃正式啟動。高能對撞預計于12月進行,但據(jù)歐洲核子研究組織公關(guān)部負責人詹姆斯·吉利斯透露,對撞時間很有可能推遲至2010年1月。   吉利斯博士表示,對這個加速器進行操作是一件非常細致的工作。“在對質(zhì)子束進行加速的同時,你不得不因它們之間的距離而深深感到擔憂。而等到希望它們進行碰撞時,你又希望它們盡可能靠得近一些?!彼赋觯骸叭绻霈F(xiàn)錯誤,你就可能失去質(zhì)子束。整個過程需要一段時間才能趨于完美,在此之后,你所要做的就是等待碰撞發(fā)生。我們可以這樣理解對撞機最后控制元件與碰撞點之間的距離,有點像位于大西洋兩岸的兩根織針進行碰撞。”   官員們計劃在圣誕節(jié)和新年假期進行短暫休整,屆時實驗室將關(guān)閉。雖然管理人員已就如何在這段時間內(nèi)完成相關(guān)工作進行討論,但吉利斯表示后勤保障是一項非常復雜的工作。促使作出冬季關(guān)閉決定的主要因素是工人合約,合約問題需要重新進行談判。   官員們表示,早期預警系統(tǒng)(熄滅保護系統(tǒng))的升級將防止2008年導致對撞機關(guān)閉的類似事故發(fā)生。這種升級包括在對撞機周圍安裝數(shù)百個新探測器。2008年的事故發(fā)生后,歐洲核子研究投入大約4000萬瑞士法郎(2400萬英鎊)對強子對撞機進行修復,其中就包括升級熄滅保護系統(tǒng)?!                                。?a href="http://www.openheartcreations.com/" target="_blank" class="keylink">自動化網(wǎng)莫銘編輯)