歐洲大型強(qiáng)子對撞機(jī)是現(xiàn)在世界上最大、能量最高的粒子加速器,是一種將質(zhì)子加速對撞的高能物理設(shè)備,英文名稱為LHC。LHC是人類迄今建造的最大最復(fù)雜的科學(xué)設(shè)備,它的建設(shè)歷時15年,耗資52億美元。
大型強(qiáng)子對撞機(jī)坐落于日內(nèi)瓦附近瑞士和法國的交界侏羅山地下100米深·總長27.2公里(含環(huán)形隧道)的隧道內(nèi)。2008年9月10日,對撞機(jī)初次啟動進(jìn)行測試。
大型強(qiáng)子對撞機(jī)是世界上最大、能量最高的粒子加速器,來自大約80個國家的7000名科學(xué)家和工程師。由40個國家建造。是一種將質(zhì)子加速對撞的高能物理設(shè)備。
為了節(jié)省成本,物理學(xué)家們沒有開鑿一條昂貴的新隧道來容納新的對撞機(jī),而是決定拆掉原來安置在歐洲原子核研究中心的正負(fù)電子加速器,代之以建造大型強(qiáng)子對撞機(jī)所需要的5萬噸設(shè)備。
LHC包含了一個圓周為27公里的圓形隧道,因當(dāng)?shù)氐匦蔚木壒饰挥诘叵?0至150米之間。這是先前大型電子正子加速器所使用隧道的再利用,隧道本身直徑三米,位于同一平面上,并貫穿瑞士與法國邊境,主要的部分大半位于法國。
雖然隧道本身位于地底下,尚有許多地面設(shè)施如冷卻壓縮機(jī),通風(fēng)設(shè)備,控制電機(jī)設(shè)備,還有冷凍槽等等建構(gòu)于其上。
加速器通道中,主要是放置兩個質(zhì)子束管。加速管由超導(dǎo)磁鐵所包覆,以液態(tài)氦來冷卻。
管中的質(zhì)子是以相反的方向,環(huán)繞著整個環(huán)型加速器運(yùn)行。除此之外,在四個實(shí)驗(yàn)碰撞點(diǎn)附近,另有安裝其他的偏向磁鐵及聚焦磁鐵。
大型強(qiáng)子對撞機(jī)利用數(shù)千個種類不同,型號各異的磁體,給該加速器周圍的粒子束指引方向。這些磁體中包括15米長的1232雙極磁體和392四極磁體,1232雙極磁體被用來彎曲粒子束,392四極磁體每個都有5到7米長,它們被用來集中粒子流。
在碰撞之前,大型強(qiáng)子對撞機(jī)利用另一種類型的磁體“擠壓”粒子,讓它們彼此靠的更近,以增加它們成功相撞的機(jī)會。這些粒子非常小,讓它們相撞,就如同讓從相距10公里的兩地發(fā)射出來的兩根針相撞一樣。
2008年9月19日,LHC第三與第四段之間,用來冷卻超導(dǎo)磁鐵的液態(tài)氦,發(fā)生了嚴(yán)重的泄漏,導(dǎo)致對撞機(jī)暫停運(yùn)轉(zhuǎn)。最終,這次故障導(dǎo)致LHC停止運(yùn)行14個月,直到2009年11月它才又重新開始運(yùn)轉(zhuǎn)。
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原文標(biāo)題:人類有史以來建造的最復(fù)雜機(jī)器,7000名科學(xué)家和工程師,建造了15年耗資52億美元!
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