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欧洲大型强子对撞机"强势升级"亮度提升5到10倍

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本文摘要:当地时间8月1日,欧洲核子研究中心(CERN)官网刊文透漏,大型强子对撞机(LHC)的下一代继任者高亮度大型强子对撞机项目的升级工作正在展开。高亮度LHC项目预计从2026年月开始运行,其亮度将比LHC提高5到10倍,从而大大提高LHC的性能。据CERN官网讲解,2013年,高亮度LHC项目被欧洲粒子物理战略列入首要优先项目。按照目前CERN的支出,从2015年到2026年期间,高亮度LHC的设备支出是9.5亿瑞士法郎,折算人民币大约67亿元。

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当地时间8月1日,欧洲核子研究中心(CERN)官网刊文透漏,大型强子对撞机(LHC)的下一代继任者高亮度大型强子对撞机项目的升级工作正在展开。高亮度LHC项目预计从2026年月开始运行,其亮度将比LHC提高5到10倍,从而大大提高LHC的性能。据CERN官网讲解,2013年,高亮度LHC项目被欧洲粒子物理战略列入首要优先项目。按照目前CERN的支出,从2015年到2026年期间,高亮度LHC的设备支出是9.5亿瑞士法郎,折算人民币大约67亿元。

数据采集能力将提高数倍对撞机的亮度是指,两个束团再次发生对撞,每秒每平方厘米粒子再次发生对撞的数量。中科院高能物理研究所研究员、环形正负电子对撞机(CEPC)加速器负责人高杰拒绝接受科技日报记者专访时讲解。

除了质心对撞能量,亮度也是对撞机性能的最重要指标之一。华中师范大学物理科学与技术学院教授、LHCb中国组成员谢跃红告诉他科技日报记者,亮度提高意味著在完全相同条件下、某种程度时间里再次发生的质子-质子反应次数减少,因而需要获取更好的实验数据用作物理研究。如果LHC的亮度提升5到10倍,那么应以高亮度LHC的数据采集能力也须要提高5到10倍。高杰告诉他科技日报记者。

高杰分析,高能实验物理倚赖实验数据高速收集和海量存储,实验物理学家必须收集到充足的实验数据量并对涉及物理现象展开分析、研究并与理论预期结果展开较为。亮度提升而引发的实验数据量的大幅度快速增长,意味著LHC目前没有办法积极开展的很多研究,未来将需要在高亮度LHC上展开,尽管高亮度LHC的对撞能量与LHC完全相同。因应适当的探测器升级,高亮度LHC将很大提高新的科学找到的潜力。

谢跃红讲解,为超过亮度提高的目标,高亮度LHC将在低温超导、真空、束流掌控等方面使用大量先进设备技术,传输对撞点束团尺寸以提升对撞束团密度。据CERN官网透漏,高亮度LHC项目于2018年4月月开始工程建设。目前高亮度LHC项目施工地点还包括LHC1号实验点和5号实验点,分别坐落于瑞士的梅汉和法国的塞希。

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细致测量上帝粒子是任务之一高亮度LHC产生的海量数据将为多个研究领域带给极大机遇,甚至有可能获得新的找到,其中还包括超标准模型新的粒子和新的相互作用的找寻、电弱物理的精确测量、希格斯粒子性质的研究、正反物质不对称性的研究、强子结构和性质研究等。谢跃红告诉他科技日报记者。

以具有上帝粒子之称之为的希格斯粒子为事例,谢跃红讲解,时隔2012年科学家在LHC上找到希格斯粒子后,利用高亮度LHC来之后研究希格斯粒子的性质和找寻超标准模型新的物理沦为顺理成章的自由选择。据CERN官网讲解,2017年LHC通过质子-质子对撞产生了约300万个希格斯粒子。而高亮度LHC预计每年将产生最少1500万个希格斯粒子。

找到上帝粒子,只是开始,而不是完结。高杰说明说道,希格斯粒子是标准模型中唯一可以和宇宙内一切有质量的物质展开反应的粒子,其中既还包括物质粒子,也还包括暗物质。

因此,细致测量希格斯粒子有助准确研究物质深层次结构,也有可能沦为找到暗物质世界的最重要窗口和途径。高杰告诉他科技日报记者,国际上明确提出的其他下一代大型对撞机项目还包括由中国物理学家明确提出的CEPC、日本政府于是以积极争取的国际直线对撞机(ILC)项目及CERN规划中的未来环形对撞机(FCCee)。在这些项目竣工以前,高亮度LHC仍将是高能物理研究领域的最重要研究工具和平台。谈及中国科学家所参予的LHCb国际合作实验,谢跃红讲解,高亮度LHC时代的LHCb实验对检验标准模型和间接找寻新的物理具备极其重要的起到,同时还将为深入研究强子结构和强劲相互作用性质获取极大机遇。


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