2500研究人员用超级机器探索4个宇宙之谜

http://www.sina.com.cn 2008年04月04日 11:04  新浪科技

2500研究人员用超级机器探索4个宇宙之谜
大型强子对撞机(LHC)

2500研究人员用超级机器探索4个宇宙之谜
粒子相撞

  据《空间日报》网站4月3日报道,在位于瑞士日内瓦地下100米深的一条周长达27公里的环形隧道内,欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机即将揭开神秘面纱,在今年夏天正式启动。作为目前世界上最大的粒子对撞机,大型强子对撞机将被用于揭示诸多宇宙谜团。

  大型强子对撞机(LHC)是世界上最先进的粒子研究工具,项目耗资80亿美元,历时14年之久,汇集了世界上众多知名物理学家,揭示创世大爆炸以及爆炸之后瞬间宇宙发生的状况。来自37个国家的2500名科学家汇聚集体力量,设计、测试和建造大型强子对撞机的ATLAS粒子探测器。加拿大蒙特利尔大学物理学教授克劳德·勒鲁瓦就是其中之一。

2500研究人员用超级机器探索4个宇宙之谜
ATLAS粒子探测器

  ATLAS粒子探测器是大型强子对撞机4个探测器中最大的一个,长46米,高25米,重7000吨,相当于三个足球场大小。勒鲁瓦教授负责实施辐射和射线研究,确保ATLAS粒子探测器正常运转。在不懈努力下,他成功开发出MPX,这是一种安装在大型强子对撞机和ATLAS粒子探测器上的小型装置,使用硅条探测器对ATLAS粒子探测器周身和内部光谱特性和辐射构成进行实时检测。MPX装置是世界上首个用于捕捉ATLAS粒子探测器内部及中子和光子等周围环境图像的仪器。

  勒鲁瓦教授还参与了多项物理研究,旨在生成重轻子,激活轻子、夸克和超对称性,特别是针对带有超对称性质的中性重粒子(neutralino)作为暗物质候选人的研究。勒鲁瓦教授的实验对保证ATLAS粒子探测器在大型强子对撞机核心内的生存能力至关重要。实际上,在大型强子对撞机正式启动之前,这台超级机器的3.8吨设备必须冷却至零下456华氏度,以便令磁体在超导状态下工作。

  但是,需要给磁体加入液态氦才能实现这一目标。ATLAS粒子探测器的部分量热计就使用冷却至零下312华氏度的液态氩。勒鲁瓦教授说:“大型强子对撞机和ATLAS粒子探测器工作所产生的辐射场比核反应堆还强烈,所以,其设计汇集各方面物理学要素就显得至关重要。”

  大型强子对撞机试图让两束粒子以接近于光速的速度碰撞,产生类似于创世大爆炸的条件和环境。许多科学家认为宇宙诞生于创世大爆炸。据估计,截至目前,科学家只对宇宙中4%的物质有所了解,而大型强子对撞机2008年夏天投入使用后,将有助于揭开以下四大物宇宙之谜:

  ——剩余96%的宇宙空间是由什么物质构成的?

  ——粒子为何有质量?

  ——大自然为何对物质的偏爱程度超过反物质?

  ——地球维(Earth's dimension)之外还有什么?(杨孝文)

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