121质子高能对撞
急速看完各种资料,张冲志与威滕教授正要分析已经获取的资料,这时有人宣布今天的实验将要开始,于是所有的观测设备进入观测状态。
十五分钟后,高能质子对撞实验开始进行,各种数据又大量产生出来。
大型强子对撞机利用数千个种类不同,型号各异的磁体,给该加速器周围的质子束指引方向,这些磁体中有长15米的双极磁体和四极磁体。
双极磁的作用是弯曲粒子束, 5至7米长的四极磁体用来集中粒子流。
在碰撞前,还要利用磁体“挤压”粒子,让它们靠的更近,以增加它们成功相撞的机会。
由于质子非常小,让它们相撞,就如同从相距10公里的两地发射两根绣花针,让它们半路相撞一样。所以每次相撞都是采用粒子束相撞,每个粒子束都有数亿的粒子。
随着实验的起动,在粒子入射到主加速环之前,会先经过一系列加速设施,逐级提升能量。
先由两个在线加速器所构成的质子同步加速达到50Mev的能量,接着由质子同步推进器提升到1.4Gev,再经过质子同步加速环,接着由超级质子同步加速器将质子的能量提升到450Gev,最后将加速管中的粒子团射入主加速环中。
在主加速环中,质子被更加疯狂加速,最后可被加速到光速的99.%,两束质子束分别以亿电子伏特(7Tev)的最大功率相向而行,以亿电子伏特(14TeV)的能量发生碰撞,每秒总共能发生约6亿次撞击。
撞击时可产生超过太阳中心温度10万倍的高温,质子和中子会在这种温度下“熔化”,并释放被胶子束缚的夸克,创造夸克一胶子等离子体,它们可能只存在于“大爆炸”之后很短时间内,这有助于观察宇宙如何形成最终构成当前宇宙物质的粒子。
质子束的碰撞在四个不同的观测实验点进行,获取不同的数据,这些数据供给两个大规模实验--ATLAS超环面仪器实验和紧凑渺子线圈实验CMS。
两项中型实验-大型离子对撞实验(ALICE)和LHC底夸克实验(LHCb)。
另外两项实验全截面弹性散射侦测器实验(TOTEM)和LHC前行粒子实验(LHC+)。
质子束在主加速环中急速奔行,不断发生碰撞,经过四个大型观测仪口的观测,记录每项大实验的数据,每年大约可以刻10亿张双面DVD光盘。
大型强子对撞机计算网络(LCG)储存着这些数据,一些大型计算机中心一天二十四小时为这个计算机网络提供服务。