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大型强子对撞机创造出迷你“宇宙大爆炸”

admin 2019-11-08 08:50:03 宇宙奥秘

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  科学家借助欧洲大型强子对撞机(LHC)成功完成了创造迷你版“宇宙大爆炸”的实验,产生了一个温度为太阳核心温度100万倍的火球。参与这个项目的英国科学家热烈庆祝了这个具有里程碑意义的实验。

大型强子对撞机创造出迷你“宇宙大爆炸”

  太阳核心温度的100万倍

  大型强子对撞机创造了一个迷你版本的“宇宙大爆炸”,而宇宙正是诞生于大约140亿年前的大爆炸。报道称,实验的成功将开启粒子物理学研究的新世纪。

  据报道,迷你版“宇宙大爆炸”是通过令铅离子高速撞击产生的,撞击产生的温度是太阳核心温度的100万倍,重现了大爆炸后宇宙的瞬间状况。

  ALICE离子对撞实验项目英国小组成员、伯明翰大学物理学家戴维·埃文斯博士说:“我们对这一成就激动万分。对撞实验产生了迷你版本的宇宙大爆炸,而且实验中取得了有史以来的最高温度和密度。这个过程发生在一个安全、可控的环境内,生成了炽热和稠密的亚原子火球,温度超过10万亿摄氏度,即太阳核心温度的100万倍。在这一温度下,连构成原子核的质子和中子也被融化了,产生了称为‘夸克与胶子等离子体’的炽热而稠密的夸克与胶子汤。”

  将帮助了解“强作用力”

  强大的磁体令铅离子以接近于光速的速度在地下数百英里的隧道内高速运转。铅离子以相反两个方面飞行,最后聚焦变成一个狭长的光束,被迫在ALICE探测器内撞击。科学家希望通过夸克与胶子等离子体对强作用力有更多的了解。强作用力是自然界存在的四种基本作用力之一。

  埃文斯说:“强作用力不仅使原子核牢牢地绑定在一起,而且还对它们98%的质量负责。我现在期待着研究大爆炸发生后瞬间构成宇宙的一小部分物质。”ALICE探测器是大型强子对撞机的组成部分。

  大型强子对撞机

  本报讯 大型强子对撞机是世界上最大、能量最高的粒子加速器,旨在探究宇宙起源,它建在法国与瑞士边境地下一条16.7 英里(约合27公里)长的环形隧道内,由欧洲核子研究中心负责管理。

  大型强子对撞机共有4台探测器构成,它们分别安装在环形隧道的4个地下巨洞内,分布在大型强子对撞机周围。其中,ALICE探测器高16米、宽26米、重约1万吨。

  来自全球30个国家、100个科研机构的大约1000位物理学家和工程师参与了ALICE实验。英国方面有8位物理学家和工程师以及7名来自伯明翰大学的博士生参与了这个项目。在铅原子核撞击期间,ALICE探测器以每秒1.2千兆字节的速度下载数据,生成相当于300万张CD存储的信息。

  20多名中国科学家参与

  大型强子对撞机从上世纪90年代初开始设计,来自80多个国家和地区的约7000名科学家和工程师参与建设,建造费用高达37.6亿欧元。

  中国在相关实验中投资数千万元人民币并参与物理分析,20余名中国科学家参与了“大型强子对撞机”项目。在科技部、自然科学基金委、中国科学院的共同资助下,中科院高能物理研究所、北京大学、中国科技大学等单位的研究人员成为LHC项目的一部分。据悉,LHC探测器的部分结构是在我国制造完成的。对撞机的前期研制结束后,我国科学家也得以分享对撞期间的研究数据。

  2008年9月10日,欧洲大型强子对撞机正式启动,9月19日在隧道第三段至第四段尝试进行5万亿电子伏特质子束流运行时,因出现氦泄漏,对撞机被迫停止运作。2009年11月20日,大型强子对撞机重新启动。

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