5日,當(dāng)今世界最大粒子加速器——?dú)W洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)持續(xù)幾小時(shí)以低能量撞擊質(zhì)子束,撞擊產(chǎn)生的亞原子碎片噴薄而出,灑落在巨大的探測(cè)器內(nèi)。這是LHC重啟后首次進(jìn)行粒子撞擊實(shí)驗(yàn)。
這次撞擊向更高能量的實(shí)驗(yàn)邁進(jìn)了一步。此前,LHC經(jīng)歷了大約兩年的停機(jī)維護(hù)和升級(jí),改造升級(jí)后其最大功率將提升一倍,達(dá)到史無前例的13Tev(萬億電子伏特),甚至最終達(dá)到14Tev。今年4月5日LHC正式重啟,開始第二階段運(yùn)行。據(jù)英國(guó)《衛(wèi)報(bào)》報(bào)道,這一坐落于日內(nèi)瓦附近的大型地下加速器計(jì)劃從下月開始以13Tev的功率對(duì)質(zhì)子進(jìn)行撞擊——是這次實(shí)驗(yàn)使用的900Gev(十億電子伏特)的14倍以上。
當(dāng)LHC全速運(yùn)行時(shí),它的探測(cè)器每秒將捕捉到數(shù)十億次撞擊。在這次實(shí)驗(yàn)中,ATLAS探測(cè)器記錄了約一百萬次質(zhì)子撞擊。除了ATLAS,LHC還有3個(gè)大型探測(cè)器,分別是CMS、ALICE和LHCb,它們當(dāng)天也對(duì)撞擊進(jìn)行了記錄。
實(shí)驗(yàn)中,科研人員對(duì)電子觸發(fā)器進(jìn)行了調(diào)試。電子觸發(fā)器會(huì)被噴出的粒子觸發(fā),從而精準(zhǔn)地通知探測(cè)器在撞擊瞬間進(jìn)行“抓拍”。ATLAS探測(cè)器新聞發(fā)言人戴維·查爾頓表示,目前一切狀況良好,這次實(shí)驗(yàn)意味著他們對(duì)高能量撞擊準(zhǔn)備得更充分。
LHC科研團(tuán)隊(duì)計(jì)劃用8周時(shí)間按部就班地推進(jìn)工作,保證對(duì)撞機(jī)所有系統(tǒng)都如期運(yùn)行,現(xiàn)在他們已進(jìn)行一半。如果一切順利,未來幾周LHC將逐步提升運(yùn)行功率,為6月的高能量撞擊做鋪墊。在高能量實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家將對(duì)撞擊產(chǎn)生的亞原子碎片進(jìn)行仔細(xì)研究,以尋找新物理領(lǐng)域存在的蛛絲馬跡。
2012年7月,科學(xué)家通過LHC的粒子撞擊實(shí)驗(yàn)證明了希格斯玻色子的存在。希格斯玻色子又稱“上帝粒子”,科學(xué)家認(rèn)為這種粒子是物質(zhì)的質(zhì)量之源,是它們讓其他基本粒子如電子和夸克擁有了質(zhì)量。
目前,科學(xué)家仍不清楚希格斯玻色子是單一的實(shí)體,還是一系列玻色子中的一種。如果不止一種希格斯玻色子被發(fā)現(xiàn),科學(xué)家將相信“超對(duì)稱理論”可能是對(duì)的。該理論假設(shè),目前已知的所有粒子都存在一個(gè)更重且看不見的“孿生姐妹”??茖W(xué)家希望LHC為探索希格斯玻色子機(jī)制、額外維度、暗物質(zhì)、反物質(zhì)等一系列未知領(lǐng)域帶來曙光。(記者 劉園園)