世界之最|世界上能量最高的对撞机 欧洲大型强子对撞机的环状隧道有27公里长( 三 )
运行状况
2008年9月10日下午15:30正式开始运作,成为世界上最大的粒子加速器设施 。2008年9月19日,LHC第三与第四段之间,用来冷却超导磁铁的液态氦,发生了严重的泄漏,导致对撞机暂停运转 。
自大约80个国家的7000名科学家和工程师参与了该项目 。60余名中国科学家(其中近四十人为台湾科学家)参与强子对撞机实验 。四个主要实验均有中国科研单位和高校参与,分别为:中科院高能物理研究所、中国科技大学、山东大学、南京大学参与ATLAS实验;中科院高能物理研究所、北京大学参与CMS实验;华中师范大学参与ALICE实验;清华大学参与LHCb实验 。
技术原理
大型强子对撞机(LHC)是欧洲粒子物理研究所(CERN)的加速器复合体的最新补充 。
在这个加速器里面,2束高能粒子流在彼此相撞之前,以接近光速的速度向前传播 。这两束粒子流分别通过不同光束管,向相反方向传播,这两根管子都处于超高真空状态 。一个强磁场促使它们围绕那个加速环运行,这个强磁场是利用超导电磁石获得的 。这些超导电磁石是利用特殊电缆线制成的,它们在超导状态下进行操作,有效传导电流,没有电阻消耗或能量损失 。要达到这种结果,大约需要将磁体冷却到零下271℃,这个温度比外太空的温度还低 。由于这个原因,大部分加速器都与一个液态氦分流系统和其他设备相连,这个液态氦分流系统是用来冷却磁体的 。
大型强子对撞机利用数千个种类不同,型号各异的磁体,给该加速器周围的粒子束指引方向 。这些磁体中包括15米长的1232双极磁体和392四极磁体,1232双极磁体被用来弯曲粒子束,392四极磁体每个都有5到7米长,它们被用来集中粒子流 。在碰撞之前,大型强子对撞机利用另一种类型的磁体“挤压”粒子,让它们彼此靠的更近,以增加它们成功相撞的机会 。这些粒子非常小,让它们相撞,就如同让从相距10公里的两地发射出来的两根针相撞一样 。
这个加速器、它的仪器和技术方面的基础设施的操作器,都安装在欧洲粒子物理研究所控制中心的同一座建筑内 。在这里,大型强子对撞机内的粒子流将在加速器环周围的4个区域相撞,这4个区域与粒子探测器的位置相对应 。
工作流程
两个对撞加速管中的质子,各具有的能量为7TeV(兆兆电子伏特),总撞击能量达14TeV之谱 。每个质子环绕整个储存环的时间为89微秒(microsecond) 。因为同步加速器的特性,加速管中的粒子是以粒子团(bunch)的形式,而非连续的粒子流 。整个储存环将会有2800个粒子团,最短碰撞周期为25纳秒(nanosecond) 。在加速器开始运作的初期,将会以轨道中放入较少的粒子团的方式运作,碰撞周期为75纳秒,再逐步提升到设计目标 。
- 沙漠|世界上最古老的十个沙漠,古老的沙漠排行榜前十名
- 最丑的动物|世界上最丑的十种鱼,最丑鱼类排行榜前十名
- 励志句子|励志文案最佳TOP10 励志文案正能量金句
- 最笨的动物|盘点十大最笨的动物 世界上最蠢的动物排行
- 建筑|世界上最著名的四大建筑,全球著名的建筑有哪些
- 雕像|世界上最高的五座雕像,全球最高的雕像
- 花语|花语最悲伤的十种花,世界上花语最悲伤的花有哪些
- 妊娠时间长的动物|世界十大妊娠时间最长的动物,世界上怀孕周期最长的动物排行
- 冰淇淋|十款最贵的冰淇淋 世界上最奢侈的冰淇淋
- 凤凰|世界上最后一只凤凰长什么样子