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大型強子對撞機擬于2021年重啟 2025年將再開啟新一輪升級

2019-12-17 10:38:49  來源:科技日報

歐洲核子研究中心(CERN)的大型強子對撞機(LHC)目前處于長期停機狀態,正在進行大規模升級,無數科學家迫切期待“王者”早日歸來。據CERN官網近日報道,該機構管理層12日向理事會提交的新日程表顯示,LHC將于2021年5月重啟,并一直運行到2024年底。2025年將再開啟新一輪升級,直到“高亮度LHC”于2027年“閃亮登場”。

LHC是迄今為止人類建造的最大的粒子對撞機,2012年發現了被稱為“上帝粒子”的希格斯玻色子,舉世轟動。隨后幾年里,LHC不斷推動粒子物理向前發展:超環面儀器實驗(ATLAS)和緊湊繆子線圈實驗(CMS)讓科學家更深刻理解希格斯玻色子的性質;大型強子對撞機底夸克實驗(LHCb)首次觀測到五夸克態、雙粲重子及粲夸克中的電荷宇稱破壞現象;大型離子對撞機實驗(ALICE)在核物質中揭示了以前從未觀測到的現象。

但LHC的能量和雄心不止于此,為最大程度發揮其運行潛能,CERN決定對其進行升級。當地時間2018年12月3日,LHC二期運行結束,進入第二次長停機階段,開啟升級計劃的安裝調試。過去一年來,科學家與工程師緊鑼密鼓地實施加速器綜合設施和各大實驗的升級,以迎接LHC三期運行,并為繼任者“高亮度LHC”的到來做準備。所有機器和基礎設施都將得到升級:整個粒子加速器鏈全面翻新;大量新設備正在安裝;ALICE、ATLAS、CMS和LHCb四大實驗的很多實驗組件也將被替換。

據悉,此次升級后,LHC將“煥然一新”,質子束團對撞能量將從13TeV(太電子伏特)躍升至14TeV,對撞能力也將有所提升。

三期運行結束后,LHC將從2025年進入第三次長停機階段。屆時工程師將安裝“高亮度LHC”所需設備,為其2027年年底的閃亮登場做準備。

繼任者“高亮度LHC”將比LHC產生更多碰撞,預計在整個運行期間積累的數據量將超過LHC的10倍。因此,這一史無前例的大裝置有望觀測到極端稀有的物理現象并極大提高測量精度。為充分利用“高亮度LHC”提供的海量數據,LHC四大實驗也都開展了雄心勃勃的探測器升級計劃。

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