欧洲大型强子对撞机欧洲大型强子对撞机的实验结果怎样?

欧洲大型强子对撞机  时间:2021-02-01  阅读:()

欧洲大型强子对撞机实验究竟有没有中国人参与?

中国内地有4家科研单位参与CMS实验:中科院高能所和北京大学组成的CMS中国组成功建造1/3的端部缪子探测器阴极条室和阻性板室,并参与拟定CMS技术设计报告;中科院上海硅酸盐研究所向CMS提供了核心探测材料——用于电磁量能器的5000余根自主研制的钨酸铅闪烁晶体;中国科技大学参与电磁量能器的研制;CMS中国合作组在中科院高能所建立CMS实验远程控制中心,与在CERN和美国费米实验室一起轮班承担CMS实验的一部分实时控制工作。

具体的看下 /gn/news/2010/03-30/2199178.shtml

谢谢

欧洲大型强子对撞机多久完成实验

2008年9月强子对撞机在启动9天后出现问题,因此被迫关闭。

此后欧洲粒子物理研究所一再推迟重启日期,最近该研究所表示,他们将于2009年9月重启大型强子对撞机。

欧洲核子中心公布大型强子对撞机实验时间表
中国网   时间: 2008-09-10  发表评论>>

据国外媒体报道,总部位于日内瓦的欧洲核子中心(CERN)9月10日将首次正式启动大型强子对撞机(LHC)。

LHC是迄今为止世界上最大的粒子加速器,它所产生的粒子束在能量上是目前世界上任何同类机器产生的7倍,在强度上更是后者的30倍。

在当地时间9点30分(北京时间15点30分),第一束粒子将被导入LHC环形隧道。

在实验开始之后,欧洲核子中心将通过卫星和网站向全世界进行长达9小时的实时转播,整个直播过程将由欧洲核子中心的总控制中心(CCC)来负责。

CCC分为4部分,水电控制室、LHC控制室、另外两个是向LHC注入束流的两个预加速器的控制室。

10点整(北京时间16点),欧洲核子中心将在CCC召开新闻发布会,来自世界各地的记者可以对LHC相关问题进行提问。

接下来,记者们将参观LHC的4个主要实验室,还能在CCC看到预先剪辑好的相关片段、模拟动画和采访,以及美国同行们同步关注这次实验的画面。

目前,长达27公里的超导环行轨道已经被降温到接近绝对零度,这是LHC实验的温度要求。

届时,记者们将可以看到CCC内一切活动,还能听到LHC科学家和工程师们的对话。

他们当中有许多是欧洲核子中心享有盛名的科学家和诺贝尔物理学奖获得者。

由于这次实验过程是实时转播

欧洲科学家表示,欧洲的大型强子对撞机造成的黑洞可以让人们穿越时空。这里的每个词都让人悬疑。谁来帮忙分析下。

LHC能产生危险的粒子或者微型黑洞,从而毁灭整个地球。

他们甚至到法院起诉资助该项目的20个欧洲国家,要求停止或推迟这个项目。

启动LHC果真会有如此危险吗?为此,记者专门采访了中国天文学家和物理学家。

专家表示,这些反对者的意见是没有科学根据的。

  陈学雷是中国国家天文台研究员,研究宇宙学和粒子天体物理学。

他对记者说,大型强子对撞机的主要试验目的是希望能够检验一种被称为希格斯玻色子的粒子是否存在,以及发现其他的新物理现象。

希格斯玻色子存在与否关系着现有的粒子物理理论能否站得住脚。

因为根据现有的理论,物质之所以具备质量,是由于与希格斯玻色子间存在相互作用,因此科学家们一直希望能发现它。

此外,LHC也有可能发现新的未知粒子,但这些都不会产生危险粒子。

  一些物理学家考虑过在加速器上产生微型黑洞的可能性。

陈学雷解释说,对应每个尺度,都有一个相应的质量,如果在此尺度以内聚集的物质超过此值,就有可能形成黑洞。

按照一般的物理学理论,用现有的包括LHC在内的加速器都是无法产生黑洞的。

但也有一部分理论物理学家猜想,万有引力在LHC加速器产生的TeV(太电子伏)能量尺度上可能发生改变,如果这样的话,有可能在LHC上产生黑洞。

某些人士因此担心这些黑洞可能会进一步吸入周围的物质,越长越大,对地球构成威胁。

不过,陈学雷解释说,这样的黑洞很小,按照霍金提出的黑洞理论,这些黑洞应该迅速蒸发而消失,并不会造成任何危险。

  陈学雷强调,亿万年来地球一直被称为宇宙线的天然高能粒子轰击着,这些粒子能量甚至可能高于LHC所产生的粒子能量,而地球依然如故,这证明地球的危险并不存在。

  “过去20多年来,每个大型高能物理对撞机建设过程中,总会有人激烈反对。

1981年,我在参加日内瓦欧洲核子研究中心的大型正负电子对撞机的实验方案设计时,就听到过这种奇谈怪论,反对建造大型对撞机。

”中科院院士、中科院高能物理研究所所长陈和生对那些大型强子对撞机的反对之声嗤之以鼻。

  “上世纪80年代初,在日内瓦欧洲核子研究中心建设大型正负电子对撞机的过程中、90年代初德国汉堡的大型质子电子对撞机和90年代末美国布鲁克海文的相对论重离子对撞机投入运行之前,都有人以对撞机的对撞物理反应会产生黑洞,威胁人类、毁灭地球为由予以反对,并多次诉诸法庭。

但后来这三个加速器都运行得很好,取得了许多重大的科研成果,与此同时地球照样旋转。

”据陈和生介绍,目前在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机汇集了六七千位世界一流的粒子物理学家进行研究,反对者都是这个研究领域之外的人。

“实际上,这些对撞机根本达不到形成黑洞所要求的能量规模,这里差着不知是多少个数量级。

欧洲强子对撞机是什么?解释一下

在高能同步加速器基础上发展起来的一种装置,其主要作用是积累并加速相继由前级加速器注入的两束粒子流,到一定束流强度及一定能量时使其在相向运动状态下进行对撞,以产生足够高的相互作用反应率,便于测量。

用高能粒子轰击静止靶(粒子)时,只有质心系中的能量才是粒子相互作用的有效能量,它只占实验室系中粒子总能量的一部分。

如果射到靶上的粒子能量为 E,则对靶中同种粒子作用的质心系能量约为 (E为粒子的静止能量)。

可见,随着Eo的增高,用于相互作用的那部分能量所占的比例将越来越小,即被加速粒子能量的利用效率越来越低,但是,如果是两个能量为 E的相向运动的同种高能粒子束对撞,则质心系能量约为2E,即粒子全部能量均可用来进行相互作用。

可见,为了得到相同的质心系能量,所需的加速器能量将比对撞机大得多。

如果对撞机能量为 E,则相应的加速器能量应为2E2/E。

例如,能量为2×300GeV的质子、质子对撞机,同一台能量o为 180000GeV的质子加速器相当,建造这样高能量的加速器。

在目前的技术水平及经济条件仍然是不可及的。

但建造上述能量或更高一些能量的对撞机是完全可行的,这就是近20年来对撞机得到广泛发展的原因之一。

对撞机的主要指标除能量外还有亮度。

所谓对撞机的亮度是指该对撞机中所发生的相互作用反应率除以该相互作用的反应截面。

显然亮度越高对撞机的性能就越好,1986年时对撞机达到的亮度约在1029~1032cm-2·s-1。

历史 20世纪50年代初,加速器的设计者就有过利用对撞束来获得更高质心系能量的设想,但是鉴于加速器中束流的强度太低,束流密度远低于靶的粒子密度,双束对撞引起的相互作用反应率将比束流轰击固定靶时发生的反应率低106倍,这样,很难进行最低限度的测量,这种设想就没有得到应有的重视,1956年人们开始懂得依靠积累技术,可以获得必要强度的束流,从而使对撞机的研究真正被提到日程上来。

正负电子对撞机的造价低,技术简单,因此它是首先研究的对象。

最初的两台对撞机是1961年投入运行的,不久又相继出现了好几台低能量的电子对撞机。

B.里希特就是在美国斯坦福直线加速器中心的正负电子对撞机SPEAR上发现著名的 J/ψ粒子的(同时在美国布鲁克海文国家实验室由丁肇中教授发现),为近代高能物理的发展作出了很大的贡献,正是由于这一成就为后来人们下决心建造更大的正负电子对撞机起了决定性的作用。

目前建成的质子对撞机如欧洲核子中心代号 ISR的交叉储存环,其能量为2×31GeV,它于1971年已投入运行。

由于电子冷却及随机冷却技术(见加速器技术和原理的发展)的成功,使反质子束的性能大大得到改善,而且束流可以积累到足够的强度,从而有可能在同一环中进行质子-反质子对撞。

欧洲核子中心于1981年将一台能量为 400GeV的质子同步加速器(即SPS)改建成质子-反质子对撞机,并于1983年取得了极其重要的实验成果,发现了W±、Z0粒子。

对撞机特点 与同步加速器极为相似,对撞机呈环形,沿环安放着磁铁系统、高频系统、真空系统以及探测和校正系统等。

此外,它沿圆环还有两个或两个以上专供对撞用的特殊长直线节,探测仪器就被安置在长直线节内的对撞点附近的空间中。

使电荷相反,静止质量相同的两束粒子相碰比较简单,只要建立一个环就行了。

如果是电荷相同的同种粒子相撞,就必须要建立两个环。

两个环的外加磁场方向相反。

这两个环可以建在同一平面中,使其在几个交叉的地方进行对撞;也可以建立在上下两个不同平面中,用特殊的电磁场使两种粒子在长直线节内相撞,此外,高能量的对撞机还需要用一台高能加速器(一般用同步加速器或直线加速器)作为注入器,先把粒子加速到一定能量,再注入到对撞机中去进行积累,进一步加速及对撞。

积累、加速及对撞是对撞机的三大机能,所谓积累是设法把高能加速器在不同时间加速出来的脉冲粒子束团积累在对撞机环形真空室(称为储存环)中。

一般需要积累几十或上千个束团,才能达到对撞所需的强度。

电子同步加速器的束流团的积累是依靠同步辐射来完成的,同步辐射虽然使同步加速器的能量难于进一步提高,但却使得电子束的横向及纵向的尺寸在加速过程中大大收缩,即密度大大提高,利用这一特性就可以积累一股很强的电子束流。

质子却没有这种特性,这就需要用动量积累

欧洲大型强子对撞机在2009年什么时候进行第二次试验

欧洲大型强子对撞机将于2009年重新启动 (但具体时间尚未确定) 欧洲核子研究中心(CERN)9月23日发表公报称,因19日发生氦泄漏事故停止运作的欧洲大型强子对撞机将于明年春季重新启动。

欧洲核子研究中心在公报中说,对撞机在冬季必须停止运作进行检修,而调查故障原因和排除故障所需的工作不可能在这之前完成。

因此,对撞机的重新启动将推迟到明年初春。

此前,欧洲核子研究中心曾称对撞机将在今年10月21日重新启动。

由欧洲核子研究中心建造的大型强子对撞机本月10日成功启用,但36小时后对撞机冷却系统一台30吨重的变压器发生故障,经过维修后对撞机18日再次启动。

然而,欧洲核子研究中心19日宣布,对撞机第三段至第四段在尝试进行达到5万亿电子伏特运行时发生氦泄漏,被迫停止运作。

欧洲核子研究中心表示,氦泄漏故障极可能是两块磁铁之间的电连接部件出现故障。

该中心强调说,对撞机操作时候的温度相当低,只有零下271.3摄氏度。

为了排查故障,工作人员必须升高机器的温度,这至少需要3到4个星期的时间。

欧洲大型强子对撞机是目前世界上最大的强子对撞机,它位于日内瓦附近瑞士和法国交界地区地下100米、总长约27公里的环形隧道内。

对撞机前后花了12年时间建造,其建造费用高达37.6亿欧元。

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欧洲大型强子对撞机的实验结果怎样?

经过十几年的建造,欧洲核子研究中心大型强子对撞机于10日在靠近法国和瑞士边境的地下实验室正式启动,并成功实现了第一束质子束流贯穿整个对撞机。

当地时间10日9时38分(北京时间10日15时38分),第一束质子束流被注入安装在地下100米深处27公里长环形隧道内的大型强子对撞机。

随后,欧洲核子研究中心主任罗贝尔·艾马和大型强子对撞机项目主任林恩·埃万斯宣布,大型强子对撞机正式启动。

第一束质子束流注入对撞机后,须逐段调整并走通对撞机的全部8段。

当地时间10时25分左右,科研人员宣布第一束质子束流贯穿了整个大型强子对撞机。

在第一束质子束流实现贯穿后,经过数小时至数十小时调试,第二束质子束流将被反方向注入对撞机。

再经过一段时间极其复杂精密的调试,才能开始实现两束质子束流的对撞。

质子束流粗细如一根头发 当地时间10日上午9时38分,随着一束质子束流注入对撞机,实验正式启动。

负责实验的欧洲核子研究中心发言人葆拉·凯特帕诺说:“质子束流粗细如同一根头发。

” 这台对撞机是世界最大的粒子加速器,建于瑞士和法国边境地区地下100米深处的环形隧道中。

5秒钟后,实验项目位于日内瓦的控制室内电脑收到信号,显示实验进展顺利。

开足马力的对撞机能够确保数万亿粒子以高速流过将近27公里长的地下隧道,最高速度将近每秒钟30万公里,相当于光速的99.99%。

以如此高速,质子束流每秒可在隧道内狂飙11245圈,单束能量达到7万亿电子伏特。

不过,10日实验注入对撞机的质子束流运动速度相对较慢,每隔几公里为一段,在隧道中移动。

这是为了检测所有设备是否运行正常,包括安装在隧道壁上为数不少的粒子探测器。

实验启动近一个小时后,两个白点在控制室的电脑屏幕上闪烁,显示质子束流已经沿隧道环绕一周。

在场科学家欢呼鼓掌,庆祝第一束质子束流成功完成顺时针方向“首航”。

这以后,科学家将多次重复粒子加速测试,不断提高束流速度,尝试从顺时针和逆时针两个方向反复实验。

“真正的好结果是,另一束流从另一个方向过来,”欧洲核子研究中心首席发言人詹姆斯·吉利斯说:“只有当两个方向各有一支束流过来,你才知道确实没有阻碍,是开始工作的时候了。

” 最快今年底实现高速对撞 一切就绪之后,科学家才会着手准备粒子高速对撞实验,继而再现宇宙大爆炸发生后万亿分之一秒内的情形。

着手粒子高速对撞实验之前,科学家会尝试从两个方向同时发射质子束流,以较低强度进行粒子对撞。

装置于隧道内的超导磁铁负责为发射自两端的质子束流“掌舵”,确保它们能够在隧道内密布粒子探测器的4个压缩室内相遇。

“这就好像彼此瞄准的机关枪射出子弹,”物理学家丹尼尔·丹内格瑞解释说:“一些子弹会擦身而过,一些子弹会撞击在一起。

” 现阶段尚未确定进行粒子高速对撞实验的日期。

吉利斯说,实验初始阶段将以较低速度、较小规模进行粒子对撞。

“我们在能量较低时积累经验,熟悉机器性能后再进行对撞。

” 据估计,粒子高速对撞实验最早有望在今年年底进行,最晚则可能在一年以后。

届时,运行方向相反的两束高速质子束流将在隧道内对撞,碰撞点将释放巨大热量和能量,与宇宙大爆炸发生时的情况相仿,只是规模较小。

对撞机实验持续10到15年 如果最后实验成功,科学家将分析撞击中产生的数百万粒子,求证希格斯玻色子的存在。

一旦粒子高速对撞成功,科学家将借助粒子检测器,在电脑显示器上观察撞击后的粒子如何聚拢在一起、各自散开或就此消融。

上述条件下,科学家们有望发现希格斯玻色子是否存在。

在粒子物理学标准模型预言的62种基本粒子中,只有希格斯玻色子迄今仍未“显形”,因此有“上帝粒子”之称。

这种粒子44年前由英国物理学家彼得·希格斯猜想提出,据信是物质质量之源以及电子和夸克等形成质量的基础。

希格斯提出,其他粒子在希格斯玻色子构成的“海洋”中游弋,受它的作用产生惯性,最终有了质量。

如果没有质量,宇宙大爆炸后产生的物质无法形成星云和行星,生命起源更无从谈起。

大型强子对撞机在今后10到15年内将持续进行实验,由此产生的大量粒子数据将交由全球各大学和研究机构的实验室分析。

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