横跨50国的LCG网格分析宇宙起源

 

 

 

欧洲核子研究中心(CERN)3月30日宣布,跨越日内瓦市郊瑞士法国边界的大型强子对撞机(Large Hadron Collider,简称LHC)上,总能量为7万亿电子伏特的两个束流对撞,在发生两次故障后最终获得成功。这是世界上目前能量最高的对撞。

  此次对撞实验首次向媒体开放48小时。中国科学院高能物理所CMS(紧凑缪子线圈)实验远程控制中心通过网络向媒体直播了对撞实验过程。

  “此次对撞成功,标志着LHC的物理研究的开始,标志着一个激动人心的粒子物理新时代的到来。”中国科学院高能物理研究所粒子天体物理中心研究员陈国明说。

  据悉,对撞的两个束流,每个束流带两个束团,每个束团由50亿个质子组成,每个质子的能量为3.5万亿电子伏特。质子的速度是光速的99.999995%(比光速慢亿分之五)。按计划,本次运行后4个月内,每个束团的质子数将上升到800亿个。

  北京时间30日下午3点左右,正当记者们在高能所CMS实验远程控制中心聚精会神地观看对撞实验时,CERN传来消息:由于对撞机保护装置导致束流意外丢失,对撞未能如期实现。研究人员不得不继续对机器进行调试。

  陈国明介绍,2008年的LHC实验失败,发生爆炸事故,在其后的一年多时间,CERN对LHC进行了检修和调整,并增加了保护装置。此次束流丢失正是此保护装置所致。

  不过,CERN研究人员随即表示,这是他们意料之中的事情:“我们已经等了20年,可以再耐心等一会。”几个小时后,CERN研究人员想要再次进行对撞,又一次发生了故障。不过,功夫不负有心人,经过进一步调试后,北京时间30日晚上7点零6分,总能量为7万亿电子伏特的两个束流对撞成功。

  “做科学实验,尤其是在能量这么高的机器上开展实验,是一件非常有挑战性的事情,不会像开party一样,客人一来就可以看到庆祝的时刻。”高能所所长陈和生向记者介绍,“LHC是世界上能量最高的机器,非常复杂,在调试过程中,由于束流丢失未能如期实现对撞,并不意味此次对撞实验失败。北京正负电子对撞机在调试过程中也经常出现束流丢失的情况,这是调试过程中碰见的正常状况。”

  欧洲核子研究中心将连续运行LHC 18到24个月,以便为LHC上面的各个实验提供足够的数据来进行物理研究。这一阶段的运行过后,LHC将关机进行彻底修理,为14TeV对撞作准备。

  欧洲核子中心的所长Heuer说,两年的连续运行是一个离谱的要求,但这个努力是值得的,这可以补偿前次失败所失去的时间,使物理学家们可以有机会做出他们的成果。

  LHC:将开启粒子物理时代

  陈和生介绍,LHC是世界上最大的大型强子对撞机,建在周长为27公里的环形隧道里。隧道埋在地下50到175米处。LHC的设计目标是对撞两个反向回旋的质子束流。质子束流的总能量最高能达到14万亿电子伏特。

  LHC的隧道里安放了4个探测器CMS(紧凑缪子线圈)、ATLAS(超环面仪器)、LHCb(底夸克探测器)和ALICE(大型离子对撞机)。科学家们期望在能量为数万亿电子伏特的质子对撞中发现有意义的新物理,例如难以捉摸的黑格斯粒子,它是一种理论上预言的能解释其他粒子质量起源的新粒子和组成暗物质的粒子,而这些暗物质构成了宇宙的大部分物质。但LHC的科学家们并不期待在第一天就发现新的粒子,因为科学研究是一个长时间的过程。

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