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CERN开工升级大型强子对撞机，将带来哪些方面的深远意义？

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发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：

CERN开工升级大型强子对撞机，将带来哪些方面的深远意义？

问题补充： 在连续撞击了八年的亚原子粒子之后，欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）正在迎来一次重大升级。新建设的HL-LHC项目对未来的科学探索有哪些积极而又深远的意义？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

在周五的一场仪式上，这个高能物理实验室宣布了 HL-LHC 项目已经破土动工。

当它在 2026 年上线的时候，将把 LHC 的碰撞速率增至 7 倍，并带来大约 10 倍的数据收集。

【高光度 LHC 项目的四极磁铁原型】

尽管 LHC 从 2010 年上线运行至今，但 HL-LHC 项目从 2011 年 11 月就进入纸面讨论了，共同参与的有 13 个国家的 29 个研究所。

2016 年 6 月的时候，新项目终于得到了 CERN 理事会的正式批准。所以接下来的工作，就是敲定硬件部分的原型设计，以修改 27 公里（16.8 英里）的对撞机环线。

CERN 指出，新工作需要替换原线路中的 1.2 公里（3937 英尺），更换 LHC 在法国和瑞士两个主站点的各种磁铁、准直仪、射频腔。

这意味着需要新建和改造用于低温冷冻装置、电力供应系统，以及用于冷却和通风等设施的建筑、洞穴、地下廊道。

尽管在此期间，LHC 会保持在线运行状态，但会留有两个技术停止期和年度维护期。

【为高光度 LHC 项目建造新的地下设施的 ATLAS 和 CMS 站点的土建工作已经开启】

HL-LHC 项目旨在增加碰撞次数，让环线能够将质子加速到接近光速。这些质子以相反方向环绕，碰撞的强度足以揭示物质的基本结构、以及自然的基本法则。


当前 LHC 美秒能够处理高达 10 亿次的之子对撞。在 HL-LHC 完工之后，这个速率（或称‘光度’）将提升至 5~7 倍。

CERN 表示，这意味着十年内收集的数据将增加到 10 倍，有助于科学家更好地了解罕见的现象，比如希格斯玻色子的产生、衰变、以及其它亚原子例子的相互作用。

HL-LHC 会通过挤压加速器中的粒子束来实现这一目标，方法是让它通过一组 130 个新磁体，其中包括 24 个超导聚焦四极和四个超导磁极。

当这些碰撞速率增加时，16 个全新的“螃腔”将会在碰撞时倾斜电子束，使之看起来像螃蟹那样横着移动。

【视频介绍】

《The road to High Luminosity - what's next for the LHC》

【视频地址】

https://v.youku.com/v_show/id_XMzY3MTM5MzIzNg==.html

实验室称，本次升级还将使得环线更易于维护、组件更易获得。此外，磁体的换能器将被重新安置，冰通过超导电缆进行改装，以提升其效率。

CERN 总干事 Fabiola Gianotti 表示：

HL-LHC 将让大型强子对撞机拓展至其最初的使命之外，从而带来全新的发现机遇、测量粒子的性质 —— 比如更精确的希格斯玻色子、以及更深刻地探索宇宙的更基本成分。