世界最大对撞机将制造宇宙最低温度
时间:2017-12-08

   世界上最大的对撞机将创造宇宙的最低温度

  名为爱丽丝的探测器是LHC大型圆形隧道周围的四个巨型探测器之一

  爱丽丝1.25公吨

  阿特拉斯是一个巨大的数码相机,可以拍摄质子之间6亿次碰撞的照片。大型强子对撞机有能力在一秒钟内使质子碰撞6亿次

  安装Atlas的最后一部分

  据英国广播公司报道,位于法瑞边界以下隧道内的大型强子对撞机(LHC)正在成为宇宙中最冷的地方,并将进入一个将温度降至1.9℃的绝对温标(减271摄氏度或零下456华氏度)现在已经达到了实现这一目标的最后阶段。

  世界上最大的对撞机有数千个使用液态氮的磁铁来保持这个寒冷的低温环境,这些磁铁排列成环形,沿着一个巨大的隧道延伸27公里,一旦LHC投入使用,两颗粒子光束(通常由高能加速质子组成)将沿着通过磁铁的管子发射,然后这些光束以光速围绕主环向相反的方向流动。

  在隧道上定义的点上,这些光束将互相交叉,并且通过能量相互碰撞。科学家希望在这些碰撞所产生的碎片中找到新的粒子,以更好地理解宇宙的自然状态以及它是如何产生的。大型强子对撞机是有史以来最强大的物理实验仪器,将在大爆炸后重现自然环境。迄今为止,大型强子对撞机的八个部分中的六个达到了4.5至1.9绝对温标,尽管在最后几个月的某个时刻,对撞机的所有部分的温度将降至1.9绝对温标以下。相反,遥远的外层空间的温度大约是绝对温度的2.7度,减去270摄氏度或零下454华氏度)。

  负责大型强子对撞机电子元件试运行的罗伯特·索伯恩(Loboto Saborn)表示,磁体必须是超导的,以便在没有太多能量的情况下获得高磁场。这些材料中的一些在非常低的温度环境中表现出这种性能,确保电流以非常低的电阻和功率消耗传输。氦在2.2的绝对温度范围内显示出惊人的特性,因此成为超级流体。这个功能使其能够快速传热,成为极其有效的制冷剂。 Sabon解释说,到目前为止,没有这样的大型物理设备可以在如此低的温度下运行。但是这个电子设备是一个暗示。

  他说:对于这台机器的调试,我们有非常系统的方法,通过精心设计从模型中派生出来。我们的座右铭是:科学没有捷径。改变一个现在非常冷的组件就像从月球上把它带回地球。加热需要大约3到4周的时间。然后改变1或2周。然后又需要3到6个星期再次降温。所以可以想象,我们犯了一个错误,浪费了3个月的时间。目前,大型强子对撞机的两部分没有达到要求的低温,所以实验不能继续。控制低温系统的这些部分中的电子将被转移到在碰撞期间更好地屏蔽机器上的粒子的区域。

  这个环的一部分将像一个操作一束光的大型强子对撞机。通过这种方式,研究小组的成员可以调试软件和硬件,并获得定期操作的经验。 LHC的磁铁也必须进行电气测试,机器的每个部分包含大约200个电路,每个电路可以由154个磁铁或1个磁铁组成,研究人员将测试它们以确定它们处理超高电流的能力(高达12,000安培)Sober说:我们提供每个电路以确保它可以在正常工作的计划电流范围内,但是首先我们必须检查它周围的保护系统(用于发现可能的灭绝)是否能按预期运行,磁体的某些部分会开始消除加热现象,以防止电流通过,工程师们已经创建了一个恢复系统,可以在这些条件下影响磁场,改变圆环周围颗粒的方向,并切断循环光束以发现这些灭绝。

  这台机器的冰箱还需要两个星期才能完成,目前还没有发现严重的问题。这台机器目前的测试花了两周的时间。在LHC首次开启之前,质子束将通过称为喷射器的粒子加速器达到高能状态。一旦机器温度下降,操作员将光束发射到主环中,迫使它们穿过每个单独的部分直到电路被打开。研究人员使用定时系统(或同步系统)来确保每个部分都作为独立的机器运行。大型强子对撞机开启后,可以运行在5万亿电子伏特的高能量下。它将在冬季关闭,以便可以训练这些磁铁以7赫兹电子伏特的高能量处理光束。

  科学家准备大型强子对撞机的数据雪崩

  科学家确保欧洲强子对撞机不会产生吞噬地球的黑洞

  希金斯着名的物理学家:会出现上帝的粒子

  世界上最大的对撞机LHC或揭示物质世界的奥秘

  世界九大科学项目:强子对撞机名列前茅

  揭开世界上最大的对撞机:将重现宇宙诞生的形状