寻找新粒子可能彻底改变我们对宇宙的认识

大型强子对撞机在暂停三年后恢复了运行。在此期间,它进行了一次重大升级。 科学家们相信,经过改造的机器将发现对科学来说全新的粒子。

Part of the Large Hadron Collider tunnel at the CERN particle physics research facility in Meyrin, Switzerland.

Part of the Large Hadron Collider tunnel at the CERN particle physics research facility in Meyrin, Switzerland. Source: Getty Images Europe

世界上最强大的粒子加速器在暂停三年后恢复了运行。在此期间,它进行了一次重大升级。

位于法国和瑞士边境的大型强子对撞机(Large Hadron Collider,简称LHC)所在研究中心的科学家们相信,经过改造的机器将发现对科学来说全新的粒子。

在地下100米处,马切拉·邦纳(Marcela Bonner)博士处于大型强子对撞机LHC的中心,这是一个27公里长的超导磁铁环,沿途有许多加速结构来提升粒子的能量。

LHC是世界上规模最大和能量最强的粒子加速器。在经过三年的升级后,它于4月22日成功重新启动。

“我有一把特殊的钥匙。所以现在我要为你打开,然后我们要进入洞穴——它(LHC所在区域)就像一个中世纪的城堡,你必须穿过灌满风的道路才能到达那里,这样辐射才不会流出。”

在这个禁区里的是超环面仪器(ATLAS),作为LHC的一部分,它是分析碰撞产生的新粒子的巨大仪器之一。
Large Hadron Collider
Part of the Large Hadron Collider in Bern, Switzerland. Source: SBS
“这是最好的位置之一,因为它真的向你展示了这个探测器的所有……威严的一面,不是吗?”

该探测器由7000吨金属、硅电子和电线错综复杂地精确组合而成。

LHC的工程师们在过去三年里对它和LHC的所有其它仪器进行了翻新,以使它们比以前更加敏感。

大部分升级工作是在LHC的磁铁组装区的表面进行的。

加速器需要超导磁铁将粒子聚焦成束,并使它们在圆形加速器上弯曲。

欧洲核子研究中心(CERN)光束部门负责人罗德里·琼斯(Rhodri Jones)博士说,经过升级后,LHC内的光束已经变得更窄、更集中,这大大增加了碰撞的数量。

“我们所做的实际上是让更多的粒子进入一个更小的区域,这意味着当它们到达实验现场时,它们有更大的碰撞机会。这意味着,我们能够在未来三年当中,实际获得曾经十年才能获得的数据量——自LHC启动以来的过去十年当中我们所做的所有物理学研究所获得的相同数据量。”
因此,基本上我们在更短的时间内得到的数据量翻了一番。
这一切意味着,LHC如今获得了有史以来最好的机会来找到对科学来说全新的粒子。

在这些粒子中,有一个被认为是负责自然界新的第五种力量的。

在过去的一年里,有关这种新力量的证据一直在增加。

而且人们相信,升级后更强大的LHC将能够以一种方式或另一种方式告诉人们第五种力量是否真的存在。

萨姆·哈珀(Sam Harper)博士在其整个科学生涯中一直在寻找它:“有一个真正的机会,我们可以宣布发现了一种真正的新力量,或随着更多的数据发现它并不存在。这将让这一领域中存在了许多年的争议彻底消失。这将是该中心最大的、最大的发现,我认为(也)是粒子物理学中最大的发现。”
A graphic showing a collision at full power is pictured at the CMS experience control room of the LHC at the CERN in Meyrin
Research at the Large Hadron Collider. (File: Getty) Source: X90072
哈珀博士想不出有什么别的成就可与之比肩。

邦纳希望升级后的LHC能够探测到被称为暗物质的粒子,这些粒子被认为构成了宇宙的大部分质量。

“我们正在积极寻找很多新现象。例如,我们可以直接寻找暗物质,如果它存在,它可能是一个粒子。”

当被记者问及这是否可能是物理学有史以来最大的发现之一,邦纳说:“我认为是,确实可能是的。”

LHC的建造是为了发现第五种力量和暗物质等。

自从近10年前探测到希格斯玻色子以来,科学界还没有任何真正的大发现。因此,LHC的下一轮实验有很大的影响。

如果他们仍然没有发现任何东西,这里的研究人员的压力将会增加。

他们希望将探测到新的粒子——这些粒子将改变我们对宇宙如何运作的理解。

SBS致力于用60种语言报道最新的COVID-19新闻和信息,详情请前往:sbs.com.au/coronavirus。


分享

Published

Updated

Source: BBC

Share this with family and friends


SBS中文

注册SBS中文newsletter即可获取最新资讯

一旦订阅,意味着您认同SBS的服务条款隐私政策,包括接收来自SBS的电邮更新。

下载我们的应用程序
SBS Audio
SBS On Demand

收听我们的播客
Independent news and stories connecting you to life in Australia and Mandarin-speaking Australians.
Understand the quirky parts of Aussie life.
通过您最喜欢的播客应用程序,收听我们独家的SBS普通话播客获取最新信息。

在SBS收看节目
Simplified Chinese Collection

Simplified Chinese Collection

Watch onDemand