世界最大對撞機即將正式運行 全世界電視直播
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隨著大型強子對撞機將於八九月投入運行,人類有望揭開暗物質構成等宇宙祕密


《財經網》專稿/特派記者 李虎軍 發自巴塞羅那】對於科學界來說,今年夏季最值得期待的當屬大型強子對撞機。

《財經》記者從巴塞羅那舉行的2008歐洲科學開放論壇(ESOF2008)獲悉,這一超級科學裝置將於今年八九月間投入運行。
  
大型強子對撞機(Large Hadron Collider)由歐洲核子研究中心(CERN)負責建設,投資約39億歐元,位於法國和瑞士邊境的環形地下隧道。
  
所謂對撞機,是指通過電磁場等手段加速粒子,並使其發生迎面對撞的裝置;在這一過程中,物理學家通過對相撞的過程以及產物的研究,可以洞察微觀世界奧祕和宇宙起源等重大科學問題。
  
強子是指那些參與強相互作用(物質之間共存在四種相互作用,此外還有電磁、引力以及弱相互作用)的粒子,如質子和中子等;大型則是指其圓環周長達到27公里,也是目前人類建造的最大的對撞機。
  
科學家們希望,大型強子對撞機可以幫助回答粒子物理學和宇宙學研究中的諸多重大問題,包括尋找希格斯(Higgs)粒子和暗物質粒子等。
曆經十多年的艱辛,大型強子對撞機的建設工作終於接近尾聲。在2008歐洲科學開放論壇的一次記者會上,大型強子對撞機項目主管林恩·伊萬斯(Lynn Evans)透露,該科學裝置可能在今年8月中旬正式運行。

  
另據美國《科學》雜志的新聞博客介紹,有歐洲核子研究中心的官員私下表示,大型強子對撞機正式運行時間也有可能是在8月的最后一個星期或9月的第一個星期。
其原因在於,8月中旬電視直播的衛星信號幾乎被北京奧運會占據,而歐洲核子研究中心的新聞辦公室希望將大型強子對撞機的啟動時間略為推遲,以便使全世界從電視轉播中分享這一盛況。
  
意大利都靈大學馬可·柯斯塔(Marco Costa)教授告訴《財經》記者,大型強子對撞機的圓環,目前已經冷卻到運行所需的低溫;他本人和其他一些參與該項目的同事們接到通知,該裝置估計會在今年8月或9月正式運行。
  
在大型強子對撞機投入使用以后,資料的分析和處理將是一大挑戰。7月20日,歐洲核子研究中心的皮爾·馬托(Pere Mato)在歐洲科學開放論壇的一個分會場上表示,由於大型強子對撞機將產生海量的實驗資料,該中心專門開發出了“網格計算”系統,能夠利用網絡上所有計算中心的處理能力;而世界各地的研究機構只須從本地登陸,即可利用網格的處理能力進行資料分析。
  
該網格系統分為不同的層次。大型強子對撞機上四個探測器的資料獲取系統,將首先把資料傳送到設在歐洲核子研究中心的零級中心,零級中心再將資料分配給12個一級中心。在一級中心之下,還有二級中心。

在大型強子對撞機這個超大型國際合作項目中,有30多個國家的科學家參與。據悉,中國科學院高能物理所等中國機構的科學家,也承擔了探測器的少量研制工作。此外,中國科學院高能物理所還是大型強子對撞機“網格計算”的一個二級中心。

《財經網》
http://www.caijing.com.cn/20080721/75677.shtml


世界最大對撞機將制造宇宙最低溫度(組圖)

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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。

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重1.25公噸的Alice

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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。

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安裝Atlas最後部件

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後階段。

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公裏。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裏。然後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後的自然環境。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,不過在最後幾個月的某個階段,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,我們擁有非常係統的方法,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。然後用1或2周進行轉變。然後又需要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係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,並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係統(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係統,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,並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係統(或稱同步係統),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後,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。

http://big5.xinhuanet.com/gate/big5/news.xinhuanet.com/tech/2008-07/24/content_8758919.htm


全球九個規模最大科學工程:強子對撞機居首
http://financenews.sina.com/d/2008-06-26/09542285196.shtml


8月中或9月正式啟動。到時北京正在進行奧運會比賽
http://youtube.com/watch?v=T1vKisefsuI