歐洲大型強子對撞機(LHC)是世界上最大的粒子加速器,建于瑞士和法國邊境地區(qū)地下100米深處的環(huán)形隧道中,隧道全長26.659公里。大型強子對撞機2003年開始修建,2008年9月10日啟動,將近80個國家和地區(qū)的2000多名科學(xué)家參與這一研究項目。
對撞機“開足馬力”后,能把數(shù)以百萬計的粒子加速至將近每秒鐘30萬公里,相當(dāng)于光速的99.99%.粒子流每秒可在隧道內(nèi)狂飆11245圈,單束粒子流能量可達7萬億電子伏特。
歐洲核子研究中心定于10日將第一批質(zhì)子注入對撞機,開始加速測試。科學(xué)家將檢驗對撞機各組成部分電路,檢測對撞機整體運行狀況。
如測試成功,歐洲核子研究中心下一步將著手反方向的粒子加速測試,為粒子高速對撞做準(zhǔn)備。
運行方向相反的兩束高速粒子流一旦對撞,碰撞點將產(chǎn)生極端高溫,最高相當(dāng)于太陽中心溫度的10萬倍。
大型強子對撞機探測器“ATLAS”項目發(fā)言人彼得·熱尼8日告訴法新社記者:“我們將(由此)進入一片物理學(xué)新領(lǐng)域。周三(10日)將是非常重要的里程碑。”
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粒子加速器(particle accelerator)是用人工方法產(chǎn)生高速帶電粒子的裝置。是探索原子核和粒子的性質(zhì)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相互作用的重要工具,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)
應(yīng)用粒子加速器發(fā)現(xiàn)了絕大部分新的超鈾元素和合成的上千種新的人工放射性核素,并系統(tǒng)深入地研究原子核的基本結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律,促使原子核物理學(xué)迅速發(fā)展成熟起來;高能加速器的發(fā)展又使人們發(fā)現(xiàn)包括重子、介子、輕子和各種共振態(tài)粒子在內(nèi)的幾百種粒子,建立粒子物理學(xué)。近20多年來,加速器的應(yīng)用已遠遠超出原子核物理和粒子物理領(lǐng)域,在諸如材料科學(xué)、表面物理、分子生物學(xué)、光化學(xué)等其它科技領(lǐng)域都有著重要應(yīng)用。在工、農(nóng)、醫(yī)各個領(lǐng)域中加速器廣泛用于同位素生產(chǎn)、腫瘤診斷與治療、射線消毒、無損探傷、高分子輻照聚合、材料輻照改性、離子注入、離子束微量分析以及空間輻射模擬、核爆炸模擬等方面。迄今世界各地建造了數(shù)以千計的粒子加速器,其中一小部分用于原子核和粒子物理的基礎(chǔ)研究,它們繼續(xù)向提高能量和改善束流品質(zhì)方向發(fā)展;其余絕大部分都屬于以應(yīng)用粒子射線技術(shù)為主的“小”型加速器。
粒子加速器的結(jié)構(gòu)一般包括 3個主要部分 :①粒子源 ,用以提供所需加速的粒子,有電子、正電子、質(zhì)子、反質(zhì)子以及重離子等等。②真空加速系統(tǒng),其中有一定形態(tài)的加速電場,并且為了使粒子在不受空氣分子散射的條件下加速 ,整個系統(tǒng)放在真空度極高的真空室內(nèi)。③導(dǎo)引、聚焦系統(tǒng) ,用一定形態(tài)的電磁場來引導(dǎo)并約束被加速的粒子束,使之沿預(yù)定軌道接受電場的加速。所有這些都要求高、精、尖技術(shù)的綜合和配合。
加速器的效能指標(biāo)是粒子所能達到的能量和粒子流的強度(流強)。按照粒子能量的大小,加速器可分為低能加速器(能量小于10^8eV)、中能加速器(能量在10^8~10^9eV)、高能加速器(能量在10^9~10^12eV)和超高能加速器(能量在10^12eV以上)。目前低能和中能加速器主要用于各種實際應(yīng)用。