大型强子对撞机

物理学家竭尽全力去解开宇宙中一些最深奥的奥秘。大型强子对撞机(LHC)是一个巨大的环形装置，长16.7英里(27公里)，包含9300个超导磁体，埋在日内瓦附近地下109码(100米)处，横跨瑞士和法国边境。它是世界上最大的粒子加速器(也是世界上最大的机器)，设计用于研究构成万物的已知最小粒子。大型强子对撞机有可能彻底改变对亚原子粒子物理和宇宙大尺度结构的科学理解。每个磁铁必须冷却到1.9 K(-456.3°F;-271.3°C)在加速器运行前使用液氮和液氦。

对撞机的工作原理是，在超高真空中，两束被称为强子的粒子，由质子或铅离子组成，在对撞机周围以相反的方向相互加速。可以让这些粒子绕着强子对撞机的回路多次运动以获得速度，然后它们相互瞄准，从而发生碰撞。两个强子以极高的能量碰撞，重新创造了与大爆炸后相似的条件。来自世界各地的科学团队将对实验进行设计，并对实验结果进行监测。当粒子加速器全速运行时，数万亿质子将以光速的99.99%每秒绕轨道跑11245圈。每秒将发生近6亿次碰撞，能量为14tev(太电子伏)。碰撞点产生的温度将比太阳中心的温度高10万倍以上，而围绕加速环的冷却环将比外太空更冷。

大型强子对撞机上的粒子探测系统包含有史以来最大和最复杂的探测器，能够记录每秒6亿多微米质子碰撞的结果

(百万分之一米)精度。电子触发系统测量粒子通过的时间，误差不超过十亿分之一秒，粒子的位置已知误差不超过百万分之一码(米)。这些探测器将信息提供给世界上最强大的科学超级计算机，包括分布在世界各地的数万台计算机，它们组成了一个名为网格的分布式计算网络。大型强子对撞机实验产生的数据量约占世界信息生产量的1%，因此需要一个庞大的计算机网络来分析和存储这些数据。

大型强子对撞机遇到了一些问题，使它的初始测试推迟了好几个月，但它应该会为宇宙学和宇宙早期历史以及基础粒子物理学中许多悬而未决的问题提供新的线索。一些实验旨在确定为什么一些粒子有质量，而另一些粒子显然没有质量。

抑制膨胀。宇宙中相对高密度的物质会导致它减速并最终坍缩，形成一个“大挤压”，也许接下来会有一个新的大爆炸。宇宙学家称之为封闭宇宙模型。低密度的宇宙会永远膨胀，形成宇宙学家所说的开放宇宙。在这些最终成员模型之间是一个“平坦”的宇宙，它会膨胀得越来越慢，直到冻结在原地。

大爆炸的另一种理论被称为稳态理论，在该理论中，宇宙被认为是存在于一种永恒的状态中，没有开始也没有结束，物质不断地被创造和毁灭。稳态理论不能充分解释宇宙背景辐射．多年来，宇宙学家几乎虔诚地争论大爆炸理论和稳态理论谁能更好地解释宇宙的起源和命运。最近，随着诸如哈勃太空望远镜、凯克反射镜阵列和超级计算机等新型高能仪器的引入，许多宇宙学理论出现了观点的趋同。一个新的，所谓的标准宇宙模型已经提出，目前正在完善，以反映这种意见的收敛。

继续阅读:进一步阅读Uio

这篇文章有用吗?

0 0