欧洲大型强子对撞机重启

2019-05-02 09:11 来源:未知

专辑封面上的LHC。(图片来源:Megadeth)   

CERN在一份公报中说,LHC于当地时间5日上午10时41分发射出第一束质子束流,另一束相反方向的质子束流于5日中午12时27分发射,两束质子束流循环的注入能量为0.45万亿电子伏特。

(译 / 红猪)如果把身子探进一台粒子加速器,会发生什么?这听起来像一部差劲的漫威连环画开头情节,但它也为我们关于辐射、关于人体的脆弱、关于物质本性的直觉提供了一些线索。粒子加速器赋予了物理学家研究亚原子粒子的新手段:他们将粒子在强大的电磁场中加速,并追踪撞击后产生的相互作用。因为探索宇宙奥秘,对撞机成为了时代精神的一部分,也激起了现代人的惊奇和恐惧。   

在对撞机停机期间,CERN强化了对撞机的1万个超导磁铁连接点,安装了超导磁铁保护系统,同时改进增强了制冷、真空及电子系统。随着今夏将以13TeV的质子束流总能量运行,LHC实验将探索希格斯玻色子机制、暗物质、反物质等更多未知领域。

质子辐射是一头珍奇异兽:太阳风和宇宙射线中的质子会为地球大气所阻挡,而放射性衰变中的质子辐射又太稀少,以至于到了1970年才得到观察。而那些较为常见的威胁,比如紫外光子和阿尔法粒子,都只有在放射源被人体吸收的情况下才能穿透皮肤。例如俄国异见者亚历山大·利特维年科(Alexander Litvinenko)就是因为无意间吃下了刺客投放的钋-210才死去的,而这种物质放出的射线平时连纸都很难穿透。但是当阿波罗计划的宇航员穿着宇航服被含有质子和其他危害更大的宇宙射线击中时,他们说自己的眼前出现了闪光,布戈尔斯基在发生事故那天也有了这个体验。他在1997年接受《连线》杂志采访时表示,他当时立即看到了一片强光,却不感到疼痛。这位年轻科学家被送到莫斯科的一家诊所,半边脸都肿了,医生预计了最坏的情况。 

Collier与他的团队将在接下来的8周里让越来越多的系统上线,从而使得工程师们能够微调和清理这些质子流束。

虽然被加速器中的粒子束射穿了大脑,布戈尔斯基的智力却未受损伤,事后依然顺利读完了博士学位。布戈尔斯基活过了这场事故。人类也和他一样。虽然粒子加速器的内部是那样可怕可畏,但人类却至今没有在核子时代灭亡。(编辑:游识猷)

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布戈尔斯基被质子束穿过的半边脸因瘫痪而很少皱纹,结果反而显得格外年轻。(图片来源:gawker)   

升级后的LHC将有助于解决类似暗物质起源这样的谜题。图片来源:CERN

像质子这样的电离辐射粒子是以破坏DNA中化学键的方式危害人体的。它们攻击细胞的遗传编程,从而杀死细胞,阻止其分裂,或是引起癌变。那些分裂迅速的细胞受的危害最大,比如骨髓中的干细胞。骨髓制造血细胞,因此许多辐射的受害者会丧失白细胞和红细胞,并由此引起感染和贫血。但布戈尔斯基的例子与众不同,他受的辐射范围很窄,集中在穿过头部的粒子束中,并没有像切尔诺贝利事故或广岛爆炸的许多受害者那样浑身受到破坏。在布戈尔斯基身上,像骨髓和消化道之类特别敏感的组织,或许大多都避开了辐射。不过粒子束射穿他的头部时,却依然留下了巨大的辐射能量,比有些人估算的致命剂量高出了几百倍。

此次重启被拖延了两周,原因是一块金属在环绕LHC的一个超导磁体周围的安全系统中引发了短路。3月30日,工程师们通过使用电流放电蒸发金属的方法清除了这些碎片。

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Collier说:“到那时,我们已经完成了能量强度的跃升,我们正在谈论着这些质子流束中储存着的数百兆焦的能量,如果无法很好地控制它们,那么将导致灾难性的事故。”

早在2008年,就有人指责欧洲粒子物理研究所(CERN)在用大型强子对撞机(LHC)制造微型黑洞,据说物理学家就是用这个法子寻找其他维度的。在许多人看来,这都像是一部科幻灾难电影的情节。后来果然有两个人提起诉讼,要求LHC停止运营,以免制造出强大的黑洞毁灭世界。但物理学家辩称这纯属谬论,诉讼也遭到了驳回。

本报讯 在经历了两年的停机维护、加固升级及数月重启准备后,随着质子的再一次循环,欧洲大型强子对撞机终于开始了自己的第二次运行。

不幸被质子束击中的布戈尔斯基。(图片来源:survivor-story.com)   

CERN还将开启LHC的加速系统,从而使每个质子流束的能量从450千兆电子伏特增加到6.5TeV,并且将这些质子流束“挤压”到更狭窄的通道中,从而为接下来的碰撞做准备。

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物理学家希望能够在今年6月的前半个月开始进行相关的碰撞试验。

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