歷經 3 年大改裝,大型強子對撞機再度啟動投入運轉

作者 | 發布日期 2022 年 04 月 25 日 16:58 | 分類 天文 , 尖端科技 Telegram share ! follow us in feedly


在關閉 3 年進行儀器設備升級後,世界最強大粒子加速器「大型強子對撞機(LHC)」再度重新啟動,除了繼續尋找暗物質,也將釐清某些粒子的異常行為是否代表第五種自然基本力存在。

大型強子對撞機(Large Hadron Collider,LHC)功能是將質子等粒子加速到接近光速後使其相互碰撞,每秒可產生數億次粒子碰撞事件,而許多奇怪物理過程就藏在這些碰撞當中。

一直以來,大型強子對撞機發現的一切──包括 Run 1 期間(2009~2013 年)發現的希格斯粒子、Run 2 期間(2015~2018 年)發現的四夸克、五夸克粒子等都符合標準模型預測,然而分析 LHCb 過去 10 年實驗收集的完整數據,發現似乎有部分粒子行為無法用標準模型解釋,比如 B 介子(B meson)沒有按照模型描述的方式衰變(產生電子和緲子、或更稀有的雙緲子),而是偏向以電子做為結束。

為了釐清這些偏離模型的數據,也為了讓儀器獲得更良好運轉能力,大型強子對撞機自 2018 年 12 月 10 日起停止運行後便投入各項更新,包括改善 1,200 多個磁鐵(控制粒子束)中的二極體絕緣性,以避免二極體短路釋放的能量可能損壞損壞測量結果、更換 22 個超導磁體及低溫裝置、安裝 16 個新準直儀等。

歷經 3 年升級,再度重新運轉的大型強子對撞機將產生比 Run 2 期間更高的能量碰撞(達 13.6 TeV),有機會帶來粒子行為新見解,釐清 B 介子的異常衰變是否可能為第五種自然基本力介入等。

此次重啟預計運行至 2026 年關閉,屆時會再度更換零件與升級設備。

(首圖來源:CERN

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