世界最大對撞機將制造宇宙最低溫度
名為“Alice”的探測器是大型強子對撞機圓形隧道周圍4個巨型探測器中的一個。
重1.25公噸的Alice
Atlas是一臺巨型數字照相機，能夠拍攝質子間6億次碰撞的照片——大型強子對撞機有能力讓質子在一秒鐘內完成6億次碰撞。
安裝Atlas最后部件
據英國廣播公司報道，在法國和瑞士邊界下面的隧道修建的大型強子對撞機(LHC)正在制造一個宇宙中最冷的地方，它將進入把溫度降低到1.9絕對溫標(零下271攝氏度，或零下456華氏度)，目前已經進入實現這一目標的最后階段。
這個目前世界上最大的對撞機擁有數千個磁體，它能利用液態氮維持這種寒冷的低溫環境。這些磁體排列成環形，沿著巨大的隧道延伸27公里。一旦大型強子對撞機開始運行，兩條粒子束流(通常由高能量加速的質子組成)將向下發射到那些穿過磁體的管子里。然后這些光束將以光速圍繞主環向相反方向運行。
在隧道上的限定點，這些光束將相互交叉，通過激變的能量彼此相互撞擊。科學家希望在這些碰撞產生的碎片中發現新粒子，以便進一步了解宇宙的自然狀態和它是如何產生的。大型強子對撞機是有史以來制造的最強大的物理實驗儀器，它將重新產生宇宙大爆炸后的自然環境。到目前為止，大型強子對撞機的8個部分中已經有6個的溫度達到4.5到1.9絕對溫標之間的溫度，不過在最后幾個月的某個階段，這個對撞機的所有部分的溫度都將降低到1.9絕對溫標以下。與之相比，遙遠外空的溫度大約是2.7絕對溫標(零下270攝氏度或零下454華氏度)。
洛博托·薩伯恩領導了大型強子對撞機的電子元件試運行工作，他表示，為了在沒有太大能量的情況下獲得高磁場，這些磁體必須具有“超導性”。一些材料在溫度非常低的環境下表現出的這種特性，能確保在零電阻和功率損耗非常低的情況下輸送電流。氦在2.2絕對溫標表現出驚人特性，因此成為“超流體”。這種特性讓它能迅速傳導熱量，成為極其有效的制冷劑。薩伯恩解釋說，至今還沒有規模如此龐大的物理設備能在如此低的溫度下運行。但是這個電子儀器是一種預示。
他說：“對于這個機器的試運轉，我們擁有非常系統的方法，這些方法是通過從模型中獲得經驗，經過非常小心的設計產生的。我們的座右銘是：科學沒有捷徑。改變現在非常寒冷的一個成分，就像把它從月球上帶回地球。它需要大約3到4周時間進行加熱。然后用1或2周進行轉變。然后又需要3到6周時間再次降溫。因此可想而知，我們犯下一個錯誤，就會白白浪費3個月時間。”目前大型強子對撞機的兩個部分沒有達到要求的低溫，因此實驗無法繼續進行。這些部分內控制低溫系統的電子將被轉移到一個區域，該區域能更好地屏蔽粒子，防止它們在碰撞期間從這臺機器中射出。
這個環中的一個部分將像大型強子對撞機運行和輸送光束一樣運轉。通過這種方法，科研組成員能對軟件和硬件進行調試，并獲得周期運行操作的經驗。大型強子對撞機的磁體還必須經歷電試驗。該機器的每個部分大約包含200個電路。每個電路可能由154個磁體或1個磁體構成。研究人員將對它們進行測試，以確定它們處理非常高的電流(高達1.2萬安培)的能力。薩伯恩說：“我們給每個電路供能，確保它能在計劃的電流范圍內正常運行。但是首先我們必須檢查它周圍的保護系統(用來發現可能會出現的熄滅現象)是否能按照預計結果運行。”一些部分的磁體開始加熱時會發生熄滅現象，以便阻止電流通過。工程師已經制成了一個恢復系統，它能在這些現象對磁場產生影響，改變環狀物周圍的粒子方向，并切斷循環光束前發現這些熄滅現象。
這臺機器的制冷器將再用2周時間才能完成，目前沒發現嚴重問題。對這臺機器進行電流測試另外需要兩周時間。在大型強子對撞機第一次“接通”前，質子光束將通過一個被稱作噴射器的粒子加速器達到高能狀態。一旦這臺機器的溫度降低，操作員將把光束發射到主環內，迫使它們通過每一個獨立部分，直到斷開電路。研究人員利用一個定時系統(或稱同步系統)，確保每個部分都能像一個獨立機器一樣運行。大型強子對撞機接通后，它能在5萬億電子伏特的高能下運行。冬季它將被關閉，以便這些磁體能被“訓練的”可以在7萬億電子伏特的高能下處理光束。(孝文/新浪科技)
揭秘世界最大機器
據國外媒體報道，歐洲核子研究中心已于7日宣布將于9月10日啟動大型強子對撞機(LHC)，希望借助這臺世界最大的粒子加速器揭開宇宙起源的奧秘。
大型強子對撞機不僅是世界最大的粒子加速器，同時也是世界最大的機器。這個27公里長的粒子加速器，位于瑞士、法國邊境地區的地下100米深的環形隧道中，隧道全長26.659公里，建設耗資超過60億美元。目前它即將開始第一次粒子束流試驗。歐洲粒子物理研究所(CERN)準備在8月初首先進行一次小型試驗，計劃在9月進行一次全軌道試驗，年底前正式實施粒子對撞試驗。開始試驗前的最后一個步驟是，將大型強子對撞機冷卻到零下271.25攝氏度(零下456.25華氏度)。
下面是從歐洲粒子物理研究所獲得的照片，它們顯示了在過去幾年中建設這個大型強子對撞機的不同階段以及幾個比較大的科研儀器，其中一些體積非常龐大，比7層樓還高。(孝文/新浪科技)
