大型强子对撞机的继任者将大三倍

A general view of the Large Hadron Collider (LHC) experiment during a media visit at the Organization for Nuclear Research (CERN) in Saint-Genis-Pouilly, France, near Geneva in Switzerland, July 23, 2014. To match Interview SCIENCE-CERN/ REUTERS/Pierre Albouy/File Photo - RTX2JUC6
The next LHC could help develop more radiation-resistant materials for use in nuclear reactors.Image: REUTERS/Pierre Albouy/File Photo
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大型强子对撞机 第二篇

大型强子对撞机(LHC)在粒子加速领域仍有大量重要工作要做,但科学家已经开始着手研发它的继任者,新设备的规模将是这台本就十分庞大的机器的三倍。

预计大型强子对撞机继任者的研发需要数十年,因此专家们迫切希望现在就开始。目标是建造一台比现有设备强大约七倍的机器。

本周,来自世界各地的500多名科学家齐聚德国柏林,共同探讨大型强子对撞机2.0——即未来环形对撞机(FCC)——可能是什么样子。

大型强子对撞机的环形隧道长达27公里(近17英里),未来环形对撞机的环形隧道则将长80至100公里(50至62英里),并将建在法国与瑞士边境、距离前身不远的地方。

Image: 欧洲核子研究组织(CERN)

计划为下一代设备安装强度加倍的磁体,使其能够以最高100太电子伏特的能量让粒子束相撞——这大约相当于1000万次闪电所产生的粒子加速水平。

额外的能量可能使研究人员得以发现质量甚至超过希格斯玻色子的隐藏粒子。希格斯玻色子是我们对自然定律最根本理解的基石,大型强子对撞机于2012年发现了它存在的证据。

研究人员表示,下一代大型强子对撞机还可能帮助我们研发更耐辐射的材料,用于核反应堆和电力网络。

值得等待

负责研究未来环形对撞机计划的团队希望明年提出方案,但设备可能要再过20年才能首次启动。从规划到投入运行,大型强子对撞机的建造耗时近30年。

归根结底,目标是更深入地探究宇宙定律。

“观察星系运动这类现象时,我们发现,对于所观测到的事物,我们只能理解并解释大约百分之五,”负责未来环形对撞机研究的迈克尔·贝内迪克特在接受《地平线》杂志乔·多兹根采访时表示。

“但对于所谓的暗物质问题,情况就不同了。这个问题与星系和恒星的运动方式不符合预期这一事实有关。我们唯一的解释是,必定存在某种我们看不见的物质,它相应地扭曲了这些天体的运动。”

不过,现在还不能认为大型强子对撞机已经完成使命。这台具有革命意义的粒子对撞机能够使粒子束发生足以将物质分解为组成部分的碰撞,预计到2035年前后仍会不断带来科学发现。

今年早些时候,大型强子对撞机仅凭一次分析就发现了五种新的亚原子粒子。

大型强子对撞机还将在2020年代中期进行大规模升级,从而提高粒子碰撞频率并进一步提升精度。它还将更名为高亮度大型强子对撞机(HL-LHC)。

我们期待大型强子对撞机及其继任者在未来几十年里的发现。你可以通过未来环形对撞机研究项目官方网站了解最新进展。

只希望未来环形对撞机建成时,能防住鼬鼠。

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