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大型强子对撞机拟于2021年重启 2025年将再开启新一轮升级

2019-12-17 10:38:49  来源:科技日报

欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)目前处于长期停机状态,正在进行大规模升级,无数科学家迫切期待“王者”早日归来。据CERN官网近日报道,该机构管理层12日向理事会提交的新日程表显示,LHC将于2021年5月重启,并一直运行到2024年底。2025年将再开启新一轮升级,直到“高亮度LHC”于2027年“闪亮登场”。

LHC是迄今为止人类建造的最大的粒子对撞机,2012年发现了被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子,举世轰动。随后几年里,LHC不断推动粒子物理向前发展:超环面仪器实验(ATLAS)和紧凑缪子线圈实验(CMS)让科学家更深刻理解希格斯玻色子的性质;大型强子对撞机底夸克实验(LHCb)首次观测到五夸克态、双粲重子及粲夸克中的电荷宇称破坏现象;大型离子对撞机实验(ALICE)在核物质中揭示了以前从未观测到的现象。

但LHC的能量和雄心不止于此,为最大程度发挥其运行潜能,CERN决定对其进行升级。当地时间2018年12月3日,LHC二期运行结束,进入第二次长停机阶段,开启升级计划的安装调试。过去一年来,科学家与工程师紧锣密鼓地实施加速器综合设施和各大实验的升级,以迎接LHC三期运行,并为继任者“高亮度LHC”的到来做准备。所有机器和基础设施都将得到升级:整个粒子加速器链全面翻新;大量新设备正在安装;ALICE、ATLAS、CMS和LHCb四大实验的很多实验组件也将被替换。

据悉,此次升级后,LHC将“焕然一新”,质子束团对撞能量将从13TeV(太电子伏特)跃升至14TeV,对撞能力也将有所提升。

三期运行结束后,LHC将从2025年进入第三次长停机阶段。届时工程师将安装“高亮度LHC”所需设备,为其2027年年底的闪亮登场做准备。

继任者“高亮度LHC”将比LHC产生更多碰撞,预计在整个运行期间积累的数据量将超过LHC的10倍。因此,这一史无前例的大装置有望观测到极端稀有的物理现象并极大提高测量精度。为充分利用“高亮度LHC”提供的海量数据,LHC四大实验也都开展了雄心勃勃的探测器升级计划。

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