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欧洲大型粒子对撞机工作原理(3D打印零件的大型强子对撞机)

欧洲大型粒子对撞机工作原理(3D打印零件的大型强子对撞机)最新的结果检测了两个新的美夸克衰变,它们来自三月份的结果中使用的衰变家族。研究小组发现了同样的效应——介子衰变的发生频率仅为电子衰变的70%左右。这一次的误差更大,这意味着偏差在“2西格玛”左右,这意味着它有超过2%的可能性是由于数据的统计特性。虽然这一结果本身并不是结论性的,但它确实为越来越多的证据提供了进一步的支持,这些证据表明,有新的基本力量有待发现。假设结果是正确的,最有可能的解释是,一种新的力在以不同的强度吸引电子和介子,干扰了这些美夸克的衰变。然而,为了确定这种效果是否真实,还需要更多的数据来减少实验误差。只有当一个结果达到“5西格玛”阈值,当它是由随机概率造成的概率小于百万分之一时,粒子物理学家才会开始认为它是一个真正的发现。美夸克在世界上并不大量存在,因为它们的寿命非常短——在转化或衰变为其他粒子之前,平均只存在一万亿分之一秒。然而,欧洲核子研究中心的巨型粒子加速器大型LH

3月份,大型强子对撞机 (LHC)引发了全世界的兴奋,因为粒子物理学家报告了新物理学的诱人证据——可能是一种新的自然力。现在,我们尚未经过同行评审的来自欧洲核子研究中心巨大的粒子对撞机的新结果似乎进一步支持了这一想法。

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我们目前最好的粒子和力理论被称为标准模型,它以准确无误的方式描述了我们对构成我们周围世界的物理物质的了解。标准模型无疑是有史以来最成功的科学理论,但同时我们知道它一定是不完整的。众所周知,它只描述了四种基本力中的三种——电磁力和强弱力,忽略了引力。它无法解释天文学告诉我们主宰宇宙的暗物质,也无法解释物质如何在大爆炸期间幸存下来。因此,大多数物理学家相信一定有更多的宇宙成分有待发现,研究各种被称为美夸克的基本粒子是一种特别有前途的方式,可以暗示那里可能还有什么。

如今,剑桥大学卡文迪许实验室的物理学家进行了进一步的测量,发现了类似的效应,为新物理学的发展进一步提供了支持。

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标准模型描述了所有已知组成宇宙的粒子以及它们相互作用的力。迄今为止,它已经通过了所有的实验测试,但物理学家知道它肯定是不完整的。它不包括重力,也不能解释大爆炸中物质是如何产生的,也不包含能够解释神秘暗物质的粒子,天文学家认为这种暗物质的丰富程度是人们周围可见世界物质丰富程度的5倍。因此,物理学家长期以来一直在寻找标准模型之外的物理迹象,来帮助解开这些谜题。寻找新粒子和作用力的最好方法之一是研究被称为美丽夸克的粒子。它们是构成原子核的上下夸克的奇异“表亲”。

美夸克在世界上并不大量存在,因为它们的寿命非常短——在转化或衰变为其他粒子之前,平均只存在一万亿分之一秒。然而,欧洲核子研究中心的巨型粒子加速器大型LHC每年都会产生数十亿个美丽夸克,这是由专门建造的名为LHCb的探测器记录的。

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美夸克衰变的方式可能会受到未被发现的力或粒子的存在的影响。今年3月,LHCb的一组物理学家公布的结果显示,美夸克衰变为μ子的频率低于衰变为较轻的电子的频率。这在标准模型中是无法解释的,除了电子比介子轻200倍之外,标准模型对电子和介子的处理是一样的。因此,美夸克应该以相同的速率衰变为介子和电子。相反,LHCb的物理学家发现介子衰变的发生频率仅为电子衰变的85%左右。

LHCb的结果和标准模型之间的差异大约是三个实验误差单位,在粒子物理学中被称为“3西格玛”。这意味着只有大约千分之一的概率的结果是由统计上的侥幸造成的。

假设结果是正确的,最有可能的解释是,一种新的力在以不同的强度吸引电子和介子,干扰了这些美夸克的衰变。然而,为了确定这种效果是否真实,还需要更多的数据来减少实验误差。只有当一个结果达到“5西格玛”阈值,当它是由随机概率造成的概率小于百万分之一时,粒子物理学家才会开始认为它是一个真正的发现。

最新的结果检测了两个新的美夸克衰变,它们来自三月份的结果中使用的衰变家族。研究小组发现了同样的效应——介子衰变的发生频率仅为电子衰变的70%左右。这一次的误差更大,这意味着偏差在“2西格玛”左右,这意味着它有超过2%的可能性是由于数据的统计特性。虽然这一结果本身并不是结论性的,但它确实为越来越多的证据提供了进一步的支持,这些证据表明,有新的基本力量有待发现。

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大型强子对撞机里的3D打印配件

大型强子对撞机,是极其复杂的一台设备;为大型强子对撞机制造微小,高度复杂的组件绝非易事。CERN的科学家找到了3D打印的解决方案。

在过去的五年中,科学家一直在对功能最强大的粒子加速器进行升级,该粒子加速器位于法瑞边界欧洲核子研究组织(CERN)的下方一百米。通常被称为大型强子对撞机(LHC),该加速器是一个27公里长的环,其中质子和电子等粒子彼此高速投射,重现了十分之一秒的存在条件。大爆炸之后–加速器内装有各种高精度探测器,所有这些都可供现代科学家观察。而大型强子对撞机在2015年被暂停,以供工程师和医生寻找提高加速器探测器精度的方法。

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为此,工程师求助于一项目前用于设计从食品,时尚到人体细胞的产品的技术:3D打印。由于与技术公司3D Systems的合作,LHC的某些部分已经从3D打印机中脱颖而出,作为加速器探测器冷却系统设计的一部分。至关重要的是,印刷零件可以满足薄型组件的严格要求,而又不影响回弹力-这是传统手工工艺几乎不可能满足的条件。通过选择,3D打印成为解决方案。3D Systems的打印机成功用于生产极轻的钛棒,其宽度为1.6毫米,壁厚为0.1毫米。这些条将安装在检测器上,并将用于将系统冷却至-40°C,以确保结果不会因热干扰而改变。最终靠着这些通过3D打印获得的精密零件,获得了今天的发现~

(文章内容来源于网络)

3D打印设备,也是有严格保护标准的

一般的大型零件3D打印,都是需要有专门的手套箱进行保护的,而不仅仅是体积大,为了满足3D打印的需要, 所有配套设备也都经过严格筛选:

多方面配合、有效组织提高工作效率

●成套设备要有四方面配合:手套箱厂家、激光器厂家、数控平台厂家、用户实际操作需要;

●激光器和数控平台不是简单地在手套箱里的摆放,而是需要在用户操作方便的基础上,科学合理的设计,保障水、电、气的位置要合理、保障在设备内的布局更科学,还不能破坏手套箱的密性;●配合的人员比较多,要想整套设备的生产效率高,需要合理安排时间,伊特克斯在多方面配合方面更有经验;

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烟雾除尘系统

●箱体(保护箱)是一个密闭环境,工作工程中会产生烟雾会对激光镜片的高效使用产生影响;

●工作过程中,温度较高,普通的过滤器不能满足要求;●螺旋离心分离原理设计,大大提高了过滤器的使用效率,普通除尘系统,靠的是用过滤器吸收粉尘,经常拆卸和维护设备大大降低了使用效率,增加了工作量,而我们设计的除尘系统可以把粉尘通过收集盒收集起来,大大提高了过滤器的使用寿命,降低了使用成本、时间成本;

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