大型强子对撞机
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
了这么多个数量级？
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
创造之最
世界上最大的机器
大型强子对撞机的精确 周长是2.6659万米，内部总共 有9300个磁体。不仅大型强 子对撞机是世界上最大的粒 子加速器，而且仅它的制冷 分配系统(cryogenic distribution system)的八分之一，就称 得上是世界上最大的制冷机。制冷分配系统在充满近60吨液 态氦，将所有磁体都冷却到零下271.3摄氏度(1.9开氏度)前， 它将先利用1.008万吨液态氮将这些磁体的温度降低到零下 193.2摄氏度。
研究主题
• 标准模型中所流行的造成基本粒子质量的希格斯机制是真实的吗？ • 真是如此的话，希格斯粒子有多少种，质量又分别是多少呢？ • 当重子的质量被更精确的测量时，标准模型是否仍然成立的？ • 粒子是否有相对应的超对称(SUSY)粒子存在？ • 为何物质与反物质是不对称的？ • 有更高维度的空间(Kaluza-Kleintheory,extradimensions)存在吗？ • 我们可以见到弦论的现象吗？ • 宇宙有96%的质量是目前天文学上无法观测到的，这些到底是什么？ • 为何重力比起其他三个基本作用力(电磁力，强作用力，弱作用力)差
Hale Waihona Puke Baidu
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider） 大型强子对撞机（LHC,The Large Hadron Collider）
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
对撞机整体结构图
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
LHC也可以用来加速对撞 重离子，例如 铅(Pb)离子可 加速到1150TeV。
由于LHC有着对工程技术上极端的挑战，安全上的确 保是极其重要的。当LHC开始运作时，磁铁中的总能量高 达100亿焦耳(GJ)，而粒子束中的总能量也高达725百万焦 耳(MJ)。
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
加速器通道中，主要是放置两个质子束管。加速管由超 导磁铁所包覆，以液态氦来冷却。管中的质子是以相反的方 向，环绕着整个环型加速器运行。除此之外，在四个实验碰 撞点附近，另有安装其他的偏向磁铁及聚焦磁铁。
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
两个对撞加速管中的质子，各具有的能量为7TeV，总撞 击能量达14TeV。每个质子环绕整个储存环的时间为89微秒 (microsecond)。因为同步加速器的特性，加速管中的粒子是 以粒子团(bunch)的形式，而非连续的粒子流。整个储存环将 会有2800个粒子团，最短碰撞周期为25纳秒(nanosecond)。 在加速器开始运作的初期，将会以轨道中放入较少的粒子团 的方式运作，碰撞周期为75纳秒，再逐步提升到设计目标。
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
欧洲核子 中心CKRN 坐落在美丽 的日内瓦湖 畔，毗邻雄 伟的阿尔碑 斯山脉，地 跨瑞士、法 国，是世界 上最大的高 能物理实验 中心之一。
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
最后超级质子同步加速器 (SPS)可提升质子的能量到450GeV 。
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
在LHC加速环的四个碰撞点，分别设有五个侦测器在 碰撞点的地穴中。其中超环面仪器 (ATLAS)与紧凑渺子线 圈 (CMS)是通用型的粒子侦测器。其他三个(LHC底夸克侦 测器(LHCb), 大型离子对撞器(ALICE)以及全截面弹性散射 侦测器(TOTEM)则是较小型的特殊目标侦测器。
在粒子入射到主加速环之前，先经过一系列加速设施， 逐级提升能量。其中，由两个直线加速器所构成的质子同步 加速器 (PS)将产生50MeV的能量，接着质子同步推进器 (PSB)提升能量到1.4GeV。而质子同步加速环可达到26GeV 的能量。低能量入射环(LEIR)为一离子储存与冷却的装置。 反物质减速器 (AD)可以将3.57GeV的反质子，减速到2GeV。
LHC包含了一个圆周为27公里的圆形隧道，因当地地形 的缘故位于地下50至150米之间。这是先前大型电子正子加速 器 ( LEP )所使用隧道的再利用。隧道本身直径三米，位于同 一平面上，并贯穿瑞士与法国边境，主要的部份大半位于法 国。虽然隧道本身位于地底下，尚有许多地面设施如冷却压 缩机，通风设备，控制电机设备，还有冷冻槽等等建构于其 上。
正负电子对撞机 (LEP)加速器
质子同步 加速器(PS)
超级质子 加速器(SPS)
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
宇宙大爆炸示意图
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
总述
大型强子对撞器( Large Hadron Collider，LHC )是 一座位于瑞士日内瓦近郊欧洲核子研究组织CERN的粒子 加速器与对撞机，作为国际高能物理学研究之用。(全球 定位点：北纬46度14分00秒，东经6度03分00秒) LHC已 经建造完成，北京时间2008年9月10日下午15：30正式开 始运作，成为世界上最大的粒子加速器设施。LHC是一 个国际合作的计划，由34国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的。
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
世界上最快的跑道
功率达到最大时，数万亿个质子将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，它们的速 度是光速的99.9999991%。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。
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
创造之最
世界上最大的机器
大型强子对撞机的精确 周长是2.6659万米，内部总共 有9300个磁体。不仅大型强 子对撞机是世界上最大的粒 子加速器，而且仅它的制冷 分配系统(cryogenic distribution system)的八分之一，就称 得上是世界上最大的制冷机。制冷分配系统在充满近60吨液 态氦，将所有磁体都冷却到零下271.3摄氏度(1.9开氏度)前， 它将先利用1.008万吨液态氮将这些磁体的温度降低到零下 193.2摄氏度。
研究主题
• 标准模型中所流行的造成基本粒子质量的希格斯机制是真实的吗？ • 真是如此的话，希格斯粒子有多少种，质量又分别是多少呢？ • 当重子的质量被更精确的测量时，标准模型是否仍然成立的？ • 粒子是否有相对应的超对称(SUSY)粒子存在？ • 为何物质与反物质是不对称的？ • 有更高维度的空间(Kaluza-Kleintheory,extradimensions)存在吗？ • 我们可以见到弦论的现象吗？ • 宇宙有96%的质量是目前天文学上无法观测到的，这些到底是什么？ • 为何重力比起其他三个基本作用力(电磁力，强作用力，弱作用力)差
Hale Waihona Puke Baidu
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider） 大型强子对撞机（LHC,The Large Hadron Collider）
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
对撞机整体结构图
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
LHC也可以用来加速对撞 重离子，例如 铅(Pb)离子可 加速到1150TeV。
由于LHC有着对工程技术上极端的挑战，安全上的确 保是极其重要的。当LHC开始运作时，磁铁中的总能量高 达100亿焦耳(GJ)，而粒子束中的总能量也高达725百万焦 耳(MJ)。
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
加速器通道中，主要是放置两个质子束管。加速管由超 导磁铁所包覆，以液态氦来冷却。管中的质子是以相反的方 向，环绕着整个环型加速器运行。除此之外，在四个实验碰 撞点附近，另有安装其他的偏向磁铁及聚焦磁铁。
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
两个对撞加速管中的质子，各具有的能量为7TeV，总撞 击能量达14TeV。每个质子环绕整个储存环的时间为89微秒 (microsecond)。因为同步加速器的特性，加速管中的粒子是 以粒子团(bunch)的形式，而非连续的粒子流。整个储存环将 会有2800个粒子团，最短碰撞周期为25纳秒(nanosecond)。 在加速器开始运作的初期，将会以轨道中放入较少的粒子团 的方式运作，碰撞周期为75纳秒，再逐步提升到设计目标。
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
欧洲核子 中心CKRN 坐落在美丽 的日内瓦湖 畔，毗邻雄 伟的阿尔碑 斯山脉，地 跨瑞士、法 国，是世界 上最大的高 能物理实验 中心之一。
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
最后超级质子同步加速器 (SPS)可提升质子的能量到450GeV 。
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
在LHC加速环的四个碰撞点，分别设有五个侦测器在 碰撞点的地穴中。其中超环面仪器 (ATLAS)与紧凑渺子线 圈 (CMS)是通用型的粒子侦测器。其他三个(LHC底夸克侦 测器(LHCb), 大型离子对撞器(ALICE)以及全截面弹性散射 侦测器(TOTEM)则是较小型的特殊目标侦测器。
在粒子入射到主加速环之前，先经过一系列加速设施， 逐级提升能量。其中，由两个直线加速器所构成的质子同步 加速器 (PS)将产生50MeV的能量，接着质子同步推进器 (PSB)提升能量到1.4GeV。而质子同步加速环可达到26GeV 的能量。低能量入射环(LEIR)为一离子储存与冷却的装置。 反物质减速器 (AD)可以将3.57GeV的反质子，减速到2GeV。
LHC包含了一个圆周为27公里的圆形隧道，因当地地形 的缘故位于地下50至150米之间。这是先前大型电子正子加速 器 ( LEP )所使用隧道的再利用。隧道本身直径三米，位于同 一平面上，并贯穿瑞士与法国边境，主要的部份大半位于法 国。虽然隧道本身位于地底下，尚有许多地面设施如冷却压 缩机，通风设备，控制电机设备，还有冷冻槽等等建构于其 上。
正负电子对撞机 (LEP)加速器
质子同步 加速器(PS)
超级质子 加速器(SPS)
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
宇宙大爆炸示意图
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
总述
大型强子对撞器( Large Hadron Collider，LHC )是 一座位于瑞士日内瓦近郊欧洲核子研究组织CERN的粒子 加速器与对撞机，作为国际高能物理学研究之用。(全球 定位点：北纬46度14分00秒，东经6度03分00秒) LHC已 经建造完成，北京时间2008年9月10日下午15：30正式开 始运作，成为世界上最大的粒子加速器设施。LHC是一 个国际合作的计划，由34国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的。
大型强子对撞机（LHC----The Large Hadron Collider）
世界上最快的跑道
功率达到最大时，数万亿个质子将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，它们的速 度是光速的99.9999991%。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。