5日,當今世界最大粒子加速器——歐洲大型強子對撞機(LHC)持續幾小時以低能量撞擊質子束,撞擊產生的亞原子碎片噴薄而出,灑落在巨大的探測器內。這是LHC重啟后首次進行粒子撞擊實驗。
這次撞擊向更高能量的實驗邁進了一步。此前,LHC經歷了大約兩年的停機維護和升級,改造升級后其最大功率將提升一倍,達到史無前例的13Tev(萬億電子伏特),甚至最終達到14Tev。今年4月5日LHC正式重啟,開始第二階段運行。據英國《衛報》報道,這一坐落于日內瓦附近的大型地下加速器計劃從下月開始以13Tev的功率對質子進行撞擊——是這次實驗使用的900Gev(十億電子伏特)的14倍以上。
當LHC全速運行時,它的探測器每秒將捕捉到數十億次撞擊。在這次實驗中,ATLAS探測器記錄了約一百萬次質子撞擊。除了ATLAS,LHC還有3個大型探測器,分別是CMS、ALICE和LHCb,它們當天也對撞擊進行了記錄。
實驗中,科研人員對電子觸發器進行了調試。電子觸發器會被噴出的粒子觸發,從而精準地通知探測器在撞擊瞬間進行“抓拍”。ATLAS探測器新聞發言人戴維·查爾頓表示,目前一切狀況良好,這次實驗意味著他們對高能量撞擊準備得更充分。
LHC科研團隊計劃用8周時間按部就班地推進工作,保證對撞機所有系統都如期運行,現在他們已進行一半。如果一切順利,未來幾周LHC將逐步提升運行功率,為6月的高能量撞擊做鋪墊。在高能量實驗中,科學家將對撞擊產生的亞原子碎片進行仔細研究,以尋找新物理領域存在的蛛絲馬跡。
2012年7月,科學家通過LHC的粒子撞擊實驗證明了希格斯玻色子的存在。希格斯玻色子又稱“上帝粒子”,科學家認為這種粒子是物質的質量之源,是它們讓其他基本粒子如電子和夸克擁有了質量。
目前,科學家仍不清楚希格斯玻色子是單一的實體,還是一系列玻色子中的一種。如果不止一種希格斯玻色子被發現,科學家將相信“超對稱理論”可能是對的。該理論假設,目前已知的所有粒子都存在一個更重且看不見的“孿生姐妹”。科學家希望LHC為探索希格斯玻色子機制、額外維度、暗物質、反物質等一系列未知領域帶來曙光。(記者 劉園園)