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探索宇宙大爆炸受阻

http://www.sina.com.cn 2007年04月10日 17:59  北京晚报

  设计阶段的“低级失误”导致全球能量最高的大型强子对撞机日前发生爆炸。英国媒体9日报道,这次爆炸可能让对撞机无法按原计划于今年11月启动运行,人类探知宇宙大爆炸奥秘的征程可能也将因此被迫推迟数月。

  现场20吨磁体被掀下基座

  发生爆炸的大型强子对撞机位于瑞士和法国边境地区,由欧洲核子研究中心所有,是目前世界上在建能量最高的粒子对撞机,原计划今年11月启动。但在不久前,放置对撞机的地下隧道内发生爆炸,一块重达20吨的磁体被掀下基座,长达27公里的环形隧道内则充满氦气,工作人员全部紧急疏散。

  《泰晤士报》9日援引欧洲核子研究中心负责对撞机建设的林恩·埃文斯博士的话说:“爆炸十分巨大,放置仪器的隧道充满氦气和尘土,我们被迫叫来消防队,紧急疏散所有人员。”他说,尽管在对撞机项目工作的所有人都被吓了一大跳,但在场人员全部安全撤离,无人受伤。

  原因“低级失误”导致爆炸

  爆炸后的初步调查显示,对撞机设计阶段的“低级失误”导致了爆炸。出现计算错误的是美国费米实验室,他们负责建设对撞机的磁体及放置磁体的基座。

  由于设计有问题,大型强子对撞机的24块磁体都必须拆下修理或升级,这一工程可能让对撞机原定今年11月的启动日期推迟数月,要拖到明年春天才能启动。

  对撞机主要由粒子加速器和探测器组成。在高能物理实验中,粒子加速器和探测器是常用设备。加速器利用超导磁体推动粒子在隧道内以稍低于光速的高速运行,在隧道内的四个对撞点让反方向运行的粒子相撞;探测器则在这些对撞点侦测碰撞产生的微小粒子,记录粒子能量、质量等信息,尤其是尚未被证实存在的“希格斯玻色子”。这些粒子可以帮助解释为什么物质有质量等基础物理难题。

  要让粒子达到高速,就要使用巨型磁体,还要用液态氦让这些磁体的温度低于零下268摄氏度,以实现磁体的超导状态。除此之外,粒子还必须聚集成比头发丝还细的束,因此除了推动其运行的磁体外,还需要另一组磁体让其“聚焦”,正是在测试这一组磁体时发生了爆炸。

  调查

  设计者从中受益?

  巧合的是,除了为大型强子对撞机制造磁体外,费米实验室的Tevatron加速器也在寻找“希格斯玻色子”。Tevatron是当前世界最强大的加速器,研究人员正一刻不停地工作,希望能在能量更高的大型强子对撞机启动前找到神秘的“希格斯玻色子”。

  《泰晤士报》援引一名在大型强子对撞机项目工作的研究人员的话说:“真讽刺,这次推迟可能正好是他们所需要的东西。”不过费米实验室对这起事故仍十分恼火。实验室负责人皮尔·奥多内说:“我们很震惊,我们疏忽了一些最简单的力学平衡因素。不仅仅在设计的时候疏忽了,而且在开始建设磁体前的1998年至2002年间进行的4次设计审查中都疏忽了。”

  小知识

  大型强子对撞机是目前世界上在建最大的粒子对撞机,其长达27公里的环形隧道用来加速粒子,使其相撞,模拟出与宇宙大爆炸万亿分之一秒时类似状态。它有潜力帮助回答一些涉及自然和物质本质的基本问题,例如物质为什么有质量、各种作用力的统一、暗物质的本性、是否存在其他维度等等。

  王丰丰(新华社专稿)

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