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欧核打造超级对撞机 80公里轨道揭引力之谜

 更新时间:2012-09-12 19:21

据国外媒体报道,总部位于瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心粒子物理研究团队计划打造新的地下粒子加速器,周长达到了50英里,大约为80公里,是当前位于瑞士和日内瓦边境的大型强子对撞机规模的三倍左右。自今年夏天欧洲核子研究中心发现希格斯玻色子以来,提出了新的对撞机建造计划,科学家们希望能揭开宇宙中的引力之谜,比如引力是否是四大基本力之一、为何引力比其他基本力低了数个数量级。

欧核打造超级对撞机 80公里轨道揭引力之谜

 

 

随着希格斯玻色子的发现,欧洲核子研究中心展望未来的粒子探索

欧核打造超级对撞机 80公里轨道揭引力之谜

 

大型强子对撞机全长达到了27公里,而新的超级对撞机将具有80公里的对撞轨道

这台超级对撞机将用于解决宇宙中新的未解之谜,引力在分子水平上的相互作用机制,欧洲核子研究中心称在2025年前该粒子加速器不太可能建成,但研究团队希望这台超级对撞机有一个良好的开端,目前使用的大型强子对撞机在经历25年的等待后于2008年才开始导入质子束进行第一次全轨道试验。

欧洲核子研究中心的科学家小组正在考虑一系列的对撞机任务选项,目前这台价值46亿美元的粒子对撞机已经达到了预期目的。除了新建一处新的超级对撞机外,研究人员还设想了另一种方案,即拆除当前的全长达到26公里,约为17英里的对撞机隧道,这条隧道位于日内瓦湖附近的150米地下深处,拆除隧道后在原位置上建立更灵敏的探测设备。无论哪种对撞机建造计划都要耗资数十亿美元,其费用将有欧洲核子研究中心的二十个成员国共同承当。

研究人员认为新的对撞机的一个关键性的研究领域是探索引力之谜,因为目前我们还不清楚引力在粒子尺度上的作用方式和大型天体如行星、恒星和太阳系的作用机制有何区别。之所以要打造新的粒子对撞机,是因为科学家们担心科学发现可能会因为对撞机的发展过程没有更上而受到停滞。彼得·希格(Peter Higgs)在1964年首次提出希格斯玻色子的理论,最后等待了58年这个想法才被最终验证。在1983年,有科学家第一次提出了建造粒子对撞机,但建造工作直到1998年才开始。

大型强子对撞机的工作原理是将粒子束通过27公里环形轨道加速对撞,观察会出现哪些现象,目前一组由十八位科学家组成的团队正在制定一个欧洲核子研究中心路线图,其中包括了新的对撞机设计。最新的调查评估认为新的对撞机轨道可以安装在大型强子对撞机隧道接口,或者也可以重新布设更新、更长的隧道,使得可用周长达到了80公里。

本周在波兰克拉科夫市将举行的欧洲战略筹备组会议上对该议题进行讨论。根据伦敦大学学院物理学教授乔恩·巴特沃思(Jon Butterworth)介绍:“这台新的超级对撞机将探索物理学的前沿,现在我们需要对粒子物理研究计划进行深远的考虑,比如可以升级目前使用的大型强子对撞机,但最终我们还是需要新的、更强大的超级对撞机。”

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