有名的大型粒子对撞机(探秘大型强子对撞机)
有名的大型粒子对撞机(探秘大型强子对撞机)当LHC将功率开到最大时,数万亿个质子将以光速99.9999991%的恐怖速度在大型强子对撞机周围的加速器环内以每秒1.1245万次的频率急速穿行,其两束质子束分别以70000亿电子伏特的最大功率相向而行,在功率达到140000亿电子伏特时发生碰撞。每秒总共能发生大约6亿次撞击。目前世界上最快的跑道! LHC的制冷分配系统内在充满近60吨液态氦,它先利用1.008万吨液态氮将这些磁体的温度降低到零下193.2℃。然后将所有磁体都冷却到零下271.3℃(1.9开氏度),将近绝对零度!目前世界规模最大的机器! LHC的环状隧道有 27 公里长,贯穿瑞士与法国边境,是世界上最大的粒子加速器设施,深埋于地下50至150米之间,,隧道本身直径三米,位于同一平面上,其建造约花费5万吨设备,恐怖至极!
一、世界上最大的强子对撞机世界上最大的强子对撞机坐落于日内瓦附近瑞士和法国交界的欧洲核子研究中心,LHC(Large Hadron Collider)扎根于此,学名大型强子对撞机,主要勇于国际高能物理学研究,由34个国家超过两千位物理学家所属的大学与实验室所共同出资合作兴建,建造经费超过80亿美元,从1994年到2008年历时14年建造完成,堪称人类一大奇迹!
二、包揽五大世界之最它制造了目前所知银河系最高温度!
众所周知,太阳仅表面温度已经高达6000度,其中心温度已经超过 2000万 摄氏度,而在LHC内,当两束质子束相撞时,它们将在一个极小的空间内短时间产生比太阳中心热10万倍的恐怖高温。因此LHC配备了促使超流体氦在加速器环周围循环的制冷分配系统,让大型强子对撞机保持在零下271.3℃(1.9开氏度)的超低温环境下,这个温度比外太空的温度还低,才能安抚瞬时产生的地狱高温。
拥有世界上最强大的制冷系统的制冷机!
LHC的制冷分配系统内在充满近60吨液态氦,它先利用1.008万吨液态氮将这些磁体的温度降低到零下193.2℃。然后将所有磁体都冷却到零下271.3℃(1.9开氏度),将近绝对零度!
目前世界规模最大的机器!
LHC的环状隧道有 27 公里长,贯穿瑞士与法国边境,是世界上最大的粒子加速器设施,深埋于地下50至150米之间,,隧道本身直径三米,位于同一平面上,其建造约花费5万吨设备,恐怖至极!
目前世界上最快的跑道!
当LHC将功率开到最大时,数万亿个质子将以光速99.9999991%的恐怖速度在大型强子对撞机周围的加速器环内以每秒1.1245万次的频率急速穿行,其两束质子束分别以70000亿电子伏特的最大功率相向而行,在功率达到140000亿电子伏特时发生碰撞。每秒总共能发生大约6亿次撞击。
世界最强大计算机探测系统
LHC拥有能够测量粒子的精确度达到微米的庞大仪器,能够详细检查和记录每秒多达6亿次的质子相撞结果,而记录大型强子对撞机进行的每项大试验的数据,每年大约足够刻10亿张双面DVD光盘。并且它拥有世界上先进的电子触发系统,能够测量粒子经过时十亿分之一秒的精确度,这个触发系统在确定粒子的位置时,拥有令人难以置信的快速和精确反应,精确度可达百万分之一米。
人们对于大型强子对撞机的期待程度不言而喻,但究竟其将破解哪些难题呢。所有这些难题无外乎以下几个方面:质量、粒子问题;宇宙构成及起源;是否存在反物质;宇宙大爆炸的谜团;以及是否存在空间额外维度。
三、破解五大谜团质量、粒子问题
据科学家介绍,事实上世界上有些粒子含有能量,而有些粒子却没有,科学家们长期以来都在受到该谜团的困扰。大型强子对撞机在进行实验的过程中,将可以使得质子对撞后达到极高的能量状态,这一能量与宇宙大爆炸后不久的状态相接近,正因为有着如此多的联系,科学家也就在积极的对其进行不断研究,希望通过探索能够真正在物质起源领域寻求突破。
宇宙构成及起源
宇宙的奥秘对于人类来说具有极大的诱惑,几千年以来随着人类观测工具的改进,对宇宙的研究也逐渐深入,然而事实上目前人类对于宇宙的研究仍处于十分低级的水平线上。目前科学家们将普通的粒子也即当前大家所可以看得到的宇宙部分称为普通物质,这些物质仅占宇宙整个成分的4%,也就是说剩下的绝大一部分都是未被“探明”的,这一部分通常我们将其叫做暗物质以及暗能量,而研究暗物质和暗能量的性质是当今物理学和宇宙学面临的最大挑战之一。大型强子对撞机,极有可能改写人类对暗物质与暗能量研究空白的记录。科学家们普遍希望通过即将启动的大型强子对撞机来一下子解开暗物质与暗能量的所有奥秘,真正在宇宙研究领域获得实质性突破。
是否存在反物质
与此同时长久以来,科学家就对反物质研究产生了极为浓厚的兴趣,事实上物质现象一直出现在我们的生活中,但它的孪生兄弟反物质却从未被我们发现过,而物质与反物质的关系就极为像正反电荷的关系,它们虽然关系密切,但是却无法同时出现,如果碰在一起就将最终一起消失,同时转化为能量。从根本上说,反物质就是物质的一种倒转的表现形式。爱因斯坦曾经在相对论中预言过反物质的存在。大型强子对撞机实验室目前也期望通过该设备能够制造出自然状态下极为难以实现的条件,能够真正最终是人们看到反物质的庐山真面目。
宇宙大爆炸的谜团
大约在150亿年前,宇宙所有的物质都高度密集在一点,有着极高的温度,因而发生了巨大的爆炸。而在大爆炸之后,宇宙不断向外膨胀,而最终形成我们现在这个样子。科学家们表示,宇宙大爆炸与世界上的所有现象都有间接联系,而且与绝大多数人类还未能解开的宇宙谜团有着间接联系。地球上的现象如原子由中子与质子构成在宇宙初始阶段完全不同;由于地球温度不高,质子与中子及夸克分别可以由胶子所束缚,但是在宇宙大爆炸的机高温环境状态下,胶子很难将夸克束缚住,也就是说爆炸高温后的几微秒过程中才最终形成了目前的“束缚”状态。随着大型强子对撞机的投入使用,科学家们就可以成功的模仿那样的宇宙大爆炸的极高温状态,自然也就能够在“夸克-胶子等离子体”研究方面取得极大的进展,这也对于宇宙大爆炸研究来说是个具有十分积极意义的突破。
是否存在空间额外维度
空间是否具有额外维度也一直以来牵动着科学家们的思维神经,通常来说,科学家普遍赞成爱因斯坦相对论所提出的人类生活空间由三维空间加上时间轴构成四维空间。事实上在普通生活中我们也无法觉察到第四维空间,只有我们身处于宇宙使本身所在参照系的速度开始变快或开始接近光速时,我们能对比的找到时间的变化。科学家甚至表示,在宇宙中生活的人要比地球上的人寿命长,这也是不无道理的。此外,但是也有很多科学家认为还有额外的隐藏空间,只是人们在正常环境下难以察觉,如果再例如高温或者其他极端条件下,人们就可以发现这些额外空间。当然这也只是假说,是否存在科学家们也没有定论。不过随着大型强子对撞机出现,人们通过在其内里制造出极端的科学实验环境,到那时候科学家们就可以判定世界上到底有没有额外维度。
四、杨振宁反对中国建造大型强子对撞机2016年杨振宁公开反对中国建造大型强子对撞机,最近杨振宁在中科院大学的报告厅里给研究生们做完报告,一位即将投身对撞机领域的研究生问杨振宁关于建不建对撞机的立场有没有改变,杨振宁还是表明了坚决的立场:The party is over.意思是盛宴已去,高能物理大势已去,不该在这个领域投入太多的人力、财力。鉴于杨振宁的巨大影响力,国内几名从事高能物理研究工作的科学家很快做出了表态:盛宴正酣。
关于中国该不该建大型对撞机的问题,这是一个非常专业的科学问题,应该由科学界进行细致的调研分析后才能做决定。对这种问题进行争论不是搞辩论赛,不能依靠辩论技巧去压倒对方。
从争论的双方给出的理由中可以看出,双方的争论基本是科学方面的争论,并非是人身攻击。争论的焦点也主要集中在工程造价是否过高以及高能物理的前景是否美好这样的问题上。争论的双方都是专业人士,我们有理由相信双方都是毫无保留的将自己的观点公布出来的。既然专业人士在建还是不建的问题上都有巨大的分歧,我们吃瓜群众更是无法确定到底是建好还是不建好。谁是谁非或许只有时间能够给出回答。
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